Alkalmazott GIS. 5. gyakorlat. Grafikus és numerikus adatok

Átírás

1 Alkalmazott GIS 5. gyakorlat Grafikus és numerikus adatok

2 Térinformatikai rendszerek térképi vonatkozásai (grafikus állományok)

3 Vonatkoztatási (referencia) rendszerek Állandó használatra a helymeghatározás koordináta rendszer(ek)ben történik. Megadása - kezdőpont (vonatkoztatási pont), tengelyek iránya, forgásirány - mértékegységek - ismert helyzetű fixpontok (alappontok) Típusai - globális (a teljes Föld) - kontinentális (egy földrész) - nemzeti (pl. Magyarország területe) - helyi (pl. a paksi atomerőmű területe)

4 Koordináta rendszerek I. Derékszögű (Descartes-féle) - 2D síkban (X,Y) várostérkép - 3D térben (X,Y,Z) geodézia, városmodellek ÉS 2D+1D (X,Y) és M turistatérkép Poláris koordináta-rendszer - síkban (φ,t) geodézia - térben gömbi koordináta-rendszer (φ,λ,r) csillagászat ellipszoidi koordináta-rendszer (Φ,Λ,h) Google Earth

5 Koordináta rendszerek II. φ t Forrás:

6 Vetületi rendszerek alapjai A hagyományos térkép nem más, mint egy papír vagy nyomat, amit az ember a kezébe foghat. Feladat a Föld felszínén található, számunkra érdekes helyekről (pl. színházak elhelyezkedése) kell térképet készíteni. Lépések 1. alapfelület meghatározása (a Föld alakja, a geoid, matematikailag nem írható le, ezért forgási ellipszoidokkal helyettesítik) 2. képfelület meghatározása (sík, vagy síkba fejthető felület, pl. henger, kúp) 3. vetítési egyenletek segítségével a forgástestről a pontokat a síkba fejthető felületre átszámítjuk és az eredményt kiterítjük

7 Képsík helyzete Forrás:

8 Térképekkel kapcsolatos alapfogalmak Térkép olyan síkbeli alkotás, amely a valós földfelszín természetes és mesterséges objektumainak és jelenségeinek modellezésének végterméke és a körülöttünk lévő háromdimenziós világot, illetve annak kisebb-nagyobb részeit különböző mértékű kicsinyítésben ábrázolja. Térképi méretarány a kicsinyítés mértékszáma, azt adja meg, hogy egységnyi hossz a térképen mekkora hossznak felel meg a valóságban. M = (térképi hossz) / (vetületi hossz) Generalizálás (térképi általánosítás) a térkép kicsinyítése miatt az információtartalom nem teljes, mivel a térkép befogadóképessége korlátozott. Ilyenkor a cél az, hogy a generalizálás során a térkép minden, az adott aspektusból fontos információt tartalmazzon.

9 Szimbólum (jelkulcs) Térképi ábrázolás meghatározott alakú és nagyságú egyezményes jel egyes tereptárgyak, illetve jelenségek ábrázolására Síkrajz és domborzat a síkrajzi elemek pl. telekhatár, épületek sarokpontjai, fatörzs középpontja, közlekedési hálózatok tengelyvonala, míg a domborzat az un. idomvonalakon alapul és szintvonalakkal, kótás pontokkal, színezéssel ábrázolják Névrajz a térképen található megírások (nevek)

10 Térképek csoportosítása Tartalom szerint Általános Tematikus közvetlenül a földfelszín, a domborzat, a felszínen található természetes és mesterséges részletek ábrázolása természeti és társadalmi környezet nem tájrajzi elemeit, jelenségeit, s azok mennyiségi és minőségi jellemzőit ábrázolja Méretarány szerint Készítési mód szerint Igen nagy Nagy Közepes Kicsi Elsődleges (felmérési) Szerkesztett Másodlagos 1:50 1:500 (geodézia, közlekedéstervezés) Pl. helyszínrajz 1:500 1: (geodézia, közlekedéstervezés) Pl. átnézeti helyszínrajz, ingatlannyilvántartás 1: : (topográfiai térképek) Pl. turistatérképek, város- és megyetérképek 1: (földrajzi térképek) Pl. ország- és kontinenstérképek, világtérkép A térképezendő területről közvetlenül nyert adatok alapján készül. Nem a terepről származó adatok alapján, hanem meglévő térképekből, azok másolásával, illetve tartalmának összevonásával (levezetéssel) készül. A térképezendő területről közvetetten (pl. légifényképezés, űrfelvétel) nyert adatok alapján készül.

11 Magyarországi vetületek Vetület neve Alapfelület Képfelület Tájolás Sztereografikus Bessel-ellipszoid érintősík DNy Fashing-féle hengervetületek (HÉR,HKR,HDR) Bessel-ellipszoid Ferde tengelyű érintő henger DNy Gauss-Krüger vetület Kraszovszkijellipszoid Transzverzális érintő henger ÉK Egységes Országos Vetület (EOV) IUGG-67 (GRS67) ellipszoid (HD72 vonatkoztatási rendszer) Ferde tengelyű metsző henger ÉK UTM (Universal Transverse Mercator) Hayford-ellipszoid WGS-84 (új NATO tagállamok) Transzverzális metsző (süllyesztett) henger ÉK

12 Egységes Országos Vetület Magyarország hivatalos koordináta rendszere 1976 óta. Ferde tengelyű, szögtartó, redukált (metsző, süllyesztett) hengervetület. Forrás:

13 Egységes Országos Vetület FIGYELEM! A matematikai koordináta rendszerhez képest a tengelyek fel vannak cserélve! Az EOV vetületi rendszer középpontját eltolták nyugatra 400 km-rel és délre 200 km-rel azért, hogy az Y koordináták mindig nagyobbak legyenek nél, az X koordináták pedig kisebbek. Forrás:

14 1: szelvények EOV szelvényezése Forrás: Bácsatyai László: Vetülettan, Székesfehérvár, 2008 (elektronikus jegyzet)i

15 Térképek nem EOV rendszerben Katonai térképészet által előállított topográfiai térképek Gauss-Krüger, illetve UTM rendszerben vannak!

16 Gauss-Krüger vetület Forrás:

17 Gauss-Krüger országos szelvényhálózat Nemzetközi és hazai polgári jelölések orrás: ttp://

18 Gauss-Krüger szelvényezés orrás:

19 UTM vetület Forrás:

20 UTM szelvényhálózat Forrás:

21 Átszámítás vetületi rendszerek között Módszer: térbeli hasonlósági transzformáció (7 paraméteres)

22 Digitális vs. analóg térképek Jellemző Analóg Digitális Objektumtulajdonságok Adattárolás és megjelenítés Méretarány Jelkulcs kizárólag geometriával (rajzolva) nem válik szét, hiszen a térképen tárolták és jelenítették meg az információkat fix, nem változtatható adott térképi méretaránynak megfelelő, fix méretű Számítógépen tárolva adatként, grafikusan csak akkor, ha meg akarjuk jeleníteni (pl. monitoron) Grafikai jellemzők: pl. vonalstílus, szín, vonaltípus, vastagság, stb A tárolás és a megjelenítés szétválik: numerikusan tárolódnak az adatok és meghatározott grafikai szabályrendszer szerint jelenítődnek meg. Kijelenthető, hogy hagyományosan a méretaránya nem értelmezhető, hiszen tetszőlegesen kicsinyíthető és nagyítható. Helyettesítő fogalmak: - adatsűrűség - adatpontosság mérete változik a térkép méretarányának változásával

23 Vektoros térképi adatok költsége Digitális topográfiai alaptérkép (DTA) Magyar Közigazgatási Határok (MKH) Digitális Domborzat Modell (DDM) Corine Landcover (CLC) Ingatlannyilvántartási (kataszteri) térkép (földmérési alaptérkép, DAT) Megnevezés Típus Egységár Teljes ország ÁFA-val DTA-10 (1:10000) 24 bit (Ft/szelvény) MKH-1 (1:5000) shp DDM-5 DDM bit 1200 (Ft/km2) DDM bit 600 (Ft/km2) CLC50 shp CLC2000 shp - Térítésmentes Kataszteri térkép DAT 10 Ft/pont ( felett) ( földrészlet+ egyéb tartalmak) NAGYON KÖLTSÉGES

24 Raszteres (távérzékelt) adatok költsége Légifényképek Év Színmélység 24bit 24bit 32bit 32bit 32bit Terepi felbontás kb. (m/pixel) 0,65 0,65 0,5 0,5 0,4 Lefedett terület kb. (km 2 ) Ár (Ft / kép) Ár (egész ország ÁFA-val) Ortofotók Forrás: Év Felbontás [m/px] Típus egységár [Ft/km2] grayscale Színmélység 24 bit Magyarország grayscale ÁFA-val Magyarország színes ÁFA-val , , , , , Űrfelvételek (LANDSAT, IKONOS) 23 USD/km2 (naprakész IKONOS adatra) Mo. teljes min. kb HUF

25 Statisztikai (numerikus) adatok és (tér)informatikai rendszerek

26 Adatok jogszabályi környezete évi LXIII. törvény a személyes adatok védelméről és a közérdekű adatok nyilvánosságáról személyes adat: bármely meghatározott (azonosított vagy azonosítható) természetes személlyel (a továbbiakban: érintett) kapcsolatba hozható adat, az adatból levonható, az érintettre vonatkozó következtetés. A személyes adat az adatkezelés során mindaddig megőrzi e minőségét, amíg kapcsolata az érintettel helyreállítható. A személy különösen akkor tekinthető azonosíthatónak, ha őt - közvetlenül vagy közvetve - név, azonosító jel, illetőleg egy vagy több, fizikai, fiziológiai, mentális, gazdasági, kulturális vagy szociális azonosságára jellemző tényező alapján azonosítani lehet közérdekű adat: az állami vagy helyi önkormányzati feladatot, valamint jogszabályban meghatározott egyéb közfeladatot ellátó szerv vagy személy kezelésében lévő, valamint a tevékenységére vonatkozó, a személyes adat fogalma alá nem eső, bármilyen módon vagy formában rögzített információ vagy ismeret, függetlenül kezelésének módjától, önálló vagy gyűjteményes jellegétől közérdekből nyilvános adat: a közérdekű adat fogalma alá nem tartozó minden olyan adat, amelynek nyilvánosságra hozatalát vagy hozzáférhetővé tételét törvény közérdekből elrendeli évi CLV. törvény a minősített adatokról

27 Alapvető adatbázisok Adatkör Adatgazda Közigazgatási egységek Címek Földrészletek Közlekedési hálózatok Vízrajz Természetvédelmi szempontból védelem alatt álló területek Domborzat A felszín borítása Ortofotók Földtan VM (FÖMI)? (nem létezik egységes hatósági címnyilvántartás) VM (FÖMI) Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (MÁV csoport, helyi és helyközi tömegközlekedés (VOLÁN, BKV, stb ), közúthálózat (ÁK), kisvasutak, magánvasutak, magánutak, önkormányzati utak, MAHART, MALÉV) VM VM HM Térképészet VM (FÖMI) VM (FÖMI) MÁFI (Magyar Állami Földtani Intézet)

28 Tematikus adatbázisok Adatbázis Adatgazda Statisztikai egységek Épületek Talaj Terület-, illetve földhasználati övezetek Emberi egészség és biztonság Közüzemi és közszolgáltatások Környezeti monitoring létesítmények Termelő és ipari létesítmények Mezőgazdasági és akvakultúra-ágazati létesítmények A népesség eloszlása - Demográfia Területgazdálkodási, -korlátozási, -szabályozási övezetek és adatszolgáltató egységek Természeti kockázati zónák Légköri viszonyok Meteorológiai földrajzi jellemzők Biogeográfiai régiók Élőhelyek és biotrópok A fajok elterjedése Energiaforrások Ásványi nyersanyagok KSH, FÖMI FÖMI (Földhivatalok), önkormányzatok MTA TAKI (Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet) FÖMI, önkormányzatok, VÁTI IRM, NEM (Nemzeti Erőforrás Minisztérium) Önkormányzatok, KSH, közműszolgáltatók KSH, VM KSH, VM KSH, VM KSH FÖMI, önkormányzatok, VÁTI Országos Meteorológiai Szolgálat, Katasztrófavédelmi Igazgatóságok Országos Meteorológiai Szolgálat Országos Meteorológiai Szolgálat MTA Ökológiai és Botanikai Kutatóintézete (MTA ÖBKI) MÉTA projekt MTA ÖBKI MTA ÖBKI NFM, Magyar Bányászati és Földtani Hivatal NFM, Magyar Bányászati és Földtani Hivatal

29 Adatszolgáltatási formátumok I. Szöveges állományok formátuma: csv,xls,xlsx,dat,txt,mdb,dbf,dmp, stb Működő vállalkozások száma Működő vállalkozások Lekérdezés egy típusa indikátor ( év) Indikátor Benzinkutak [db] VBAB201 - Működő vállalkozások száma (db) Időintervallum, 1990 szű Közép-Magyarország, Közép-Dunántúl, Nyugat-Dunántúl, Dél-Dunántúl, Észak-Magyarország, TEAOR98_03_TOTAL Észak-Alföld, - Dél-Alföld 058_30== - 30== IRODA-, Település Település neve kód Szűrés Közép-Magyarország, Közép-Dunántúl, Nyugat-Dunántúl, Dél-Dunántúl, Észak-Magyarország, Észak-Alföld, Mindösszesen TEÁOR'98 Dél-Alföld és TEÁOR'03 SZÁMÍTÓGÉPGYÁRTÁS (idősor) Időintervallum TERU_VB_TOTAL - Mindösszesen Terület Csoportosítás kistérség 1357 Budapest Budapest kerületre nem bontható 0001 Csoportok megjelenítése sorok: kistérség, oszlopok: év adatai Mutatók n, k, groups, sum, mean, stddev, min, max, range, gini, hindex Budapest 01. ker. Budapest 02. ker Budapest 03. ker. Lekérdezés dátuma, ideje 08:30:27 (1.7010s) 0546 Budapest 04. ker. ILOMA lekérdezés eredménye taab2009.dat 058_32== - 32== HÍRADÁSTECHNIKAI TERMÉK, KÉSZÜLÉK GYÁRTÁSA 058_33== - 33== MŰSZERGYÁRTÁS 058_24== - 24== VEGYI ANYAG, TERMÉK GYÁRTÁSA Budapest 01. ker Budapest 02. ker Budapest 03. ker Budapest 04. ker Budapest 05. ker Budapest 06. ker Budapest 07. ker Budapest 08. ker Budapest 09. ker Budapest 10. ker Budapest 11. ker Budapest 12. ker Budapest 13. ker Budapest 14. ker Budapest 15. ker Budapest 16. ker Budapest 17. ker Budapest 18. ker Budapest 19. ker Budapest 20. ker Budapest 21. ker Budapest 22. ker Budapest 23. ker Aszód Bag Domony Galgahévíz Hévízgyörk Iklad Kartal Tura Verseg Biatorbágy Budaörs Diósd Érd Herceghalom Pusztazámor Sóskút Százhalombatta Tárnok Törökbálint Abony Albertirsa Cegléd KSH adatszolgáltatás

30 Adatszolgáltatási formátumok II. Grafikus állományok formátuma: vektoros: shp, dwg, dxf, mif, mid, dgn, georeferált raszteres: geotiff, geopdf,

31 Adatminőség Adatok forrása, eredete (metaadatok) ki, mikor és milyen eljárással végezte az adatgyűjtést milyen referenciarendszerre vonatkoznak az adatok milyen pontosságúak és élességűek az adatok milyen transzformációkat és milyen eljárással végeztek az adatokon Geometriai pontosság (helyzeti) az objektumok (pl. határvonal) megfelelő helyen vannak-e Topológiai konzisztencia (szomszédsági viszonyok) nem illeszkedő csomópontok, nyitott poligonok, stb Tartalmi konzisztencia (geometria és attribútum) az objektumhoz rendelt leíró adat megfelelő-e Adatok teljessége minden elemet tartalmaz-e, ami szükséges Tartalmi pontosság (leíró adatokra) Adatok naprakészsége, teljessége, aktualitása

32 Következtetések Hatósági nyilvántartások (hiteles) adatai szükségesek az elemzések elvégzéséhez. Egy-egy adatbázis teljeskörűen nem csak egy szervezethez / nyilvántartáshoz tartozhat, hanem akár többhöz is, ami nagymértékben megnöveli az adatok beszerzésének idejét és költségét is. Számos esetben ugyanazt az adatot többféle szervezet is gyűjti saját hatáskörben más-más metodika szerint, ami az adatok inkonzisztenciájához vezet. A térbeli gazdasági elemzések végrehajtásához szükséges numerikus és térképi adatok hozzáférése és felhasználása erősen korlátozott, jelentősen meghosszabbítva az elemzés előkészítésére fordított időt és növelve a becsült költséget.

33 Adatbeszerzési veszélyek 1. Nem a megfelelő szervezettől (adatgazda) szerezzük be az adatokat 2. Nincsenek metainformációk a kapott adatokra 3. A beszerzett adatok jóval több információt tartalmaznak, mint amire nekünk szükségünk van 4. Az adat érték fizetnünk kell az adatokért 5. Az adatokat bár ugyanattól a szervezettől kérjük és kapjuk mindig, de az átadott formátum nem egységes szerkezetű (pl. több oszlopot tartalmaz, vagy megváltozik egy-egy adat gyűtjésének módszere) Nem létezik még hazánkban egy olyan nemzeti rendszer, ahol az elemzések elvégzéséhez szükséges legfontosabb adatok megfelelő minőségben lennének elérhetők!

34 Megoldás? Térinformációs infrastruktúra! Közösségi irányelvek AZ EURÓPAI PARLAMENT ÉS A TANÁCS március 14-i 2007/2/EK IRÁNYELVE az Európai Közösségen belüli térinformációs infrastruktúra (INSPIRE) kialakításáról A BIZOTTSÁG december 3-i 1205/2008/EK RENDELETE a 2007/2/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv metaadatokra vonatkozó rendelkezéseinek végrehajtásáról Hazai szabályozás (végrehajtási rendelet) 241/2009. (X.29.) Korm. rendelet a Nemzeti Környezeti Térinformatikai rendszer létrehozásáról és működtetéséről

35 Térinformációs infrastruktúra alapfogalmak Térinformációs infrastruktúra Metaadatok, téradatkészletek és téradat-szolgáltatások; hálózati szolgáltatások és technológiák; a megosztást, hozzáférést és használatot szabályozó megállapodások; továbbá azon összehangolási és ellenőrzési mechanizmusok, folyamatok és eljárások, amelyeket ezen irányelvnek megfelelően hoztak létre, működtetnek, illetve tesznek hozzáférhetővé Téradat Téradatkészlet Téradatszolgáltatások Térbeli objektum Metaadat Interoperabilitás Bármely olyan adat, amely közvetlenül vagy közvetve utal egy meghatározott helyre vagy földrajzi területre Téradatok azonosítható gyűjteménye A téradatkészletekben szereplő téradatokon vagy a kapcsolódó metaadatokon számítógépes alkalmazás igénybevétele mellett végezhető műveletek Meghatározott helyhez vagy földrajzi területhez kapcsolódó valós jelenség absztrakt megjelenítése Téradatkészleteket és téradat-szolgáltatásokat leíró információ, amely lehetővé teszi azok megtalálását, tárolását és felhasználását Annak lehetősége, hogy a téradatkészleteket összekapcsolják és a szolgáltatások között ismétlődő manuális beavatkozás nélkül kölcsönhatás álljon fenn oly módon, hogy az eredmény koherens, az adatkészletek és szolgáltatások többletértéke pedig növelt legyen

36 Az INSPIRE egységei

37 A magyar végrehajtási rendelet előírásai 1. (4) A Nemzeti Környezeti Térinformatikai Rendszerben összekapcsolódó téradatkészletek térképi alapjának, vetületi és magassági rendszerének használatakor a földmérési törvény rendelkezéseit kell alkalmazni. 9. (1) Az Európai Bizottsággal való kapcsolattartásért a környezetvédelemért felelős miniszter felel. 1.számú melléklet Az alap téradatokra vonatkozó téradattémák 2.számú melléklet A tematikus téradatokra vonatkozó téradattémák

38 Alap téradatok Téradattéma Koordinátarendszerek Metaadatok létrehozása Téradat-szolgáltatások biztosítása után keletkezett adatok előtt keletkezett adatok Földrajzi hálórendszerek Földrajzi nevek Közigazgatási egységek Címek Földrészletek Közlekedési hálózatok Vízrajz Természetvédelmi szempontból védelem alatt álló területek Domborzat A felszín borítása Ortofotók Földtan

39 Tematikus téradatok Statisztikai egységek Épületek Talaj Légköri viszonyok Biogeográfiai régiók Élőhelyek és biotrópok A fajok elterjedése Energiaforrások Téradattéma Terület-, illetve földhasználati övezetek Emberi egészség és biztonság Közüzemi és közszolgáltatások Környezeti monitoring létesítmények Termelő és ipari létesítmények Mezőgazdasági és akvakultúra-ágazati létesítmények A népesség eloszlása - Demográfia Területgazdálkodási, -korlátozási, -szabályozási övezetek és adatszolgáltató egységek Természeti kockázati zónák Meteorológiai földrajzi jellemzők Metaadatok létrehozása Téradat-szolgáltatások biztosítása után keletkezett adatok előtt keletkezett adatok

40 Hazai fontosabb információs rendszerek Országos Környezetvédelmi Információs Rendszer (OKIR) Felszíni Vízminőségi Információs Rendszer (FEVI) Levegőtisztaság-védelmi Információs Rendszer (LAIR) Hulladékgazdálkodási Információs Rendszer (HIR) Területfejlesztési és Területrendezési Információs rendszer (TeIR) Természetvédelmi Információs Rendszer (TIR) Vízügyi Adatbank (VIZADAT) Balaton és Velencei-tó Információs és Tájékoztató Rendszere (és a Tisza-tó) Magyarország Élőhelyeinek Térképi Adatbázisa (MÉTA) Földtani egységek/mélyfúrási adatbázis és térképek ewater felszín alatti vizek országos adatbázisa Egészségügyi adatok Internetes Magyar Egészségügyi Adattár (IMEA) Tételes Magyar Egészségügyi Adattár (TEA) Beruházási- és bérstatisztika ILOMA Erőforrástérkép TÉRKÉPTÉR (közösségi támogatási adatok) KÖZTÁR Országos Vízjelző Szolgálat ELGI (Eötvös Lóránd Geofizikai Intézet) Közadattár Vas Megyei Térinformatikai Rendszer Közigazgatási térinformatikai rendszerek számos önkormányzat

41 OKIR Mi van a környezetemben?

42 FEVI