Co je geografický informační systém (GIS)?

Co je GIS?

Geografické informační systémy (GIS) ukládají, analyzují a vizualizují data pro geografické polohy na zemském povrchu.

GIS je zkratka pro geografické informační systémy a jedná se o počítačový nástroj, který zkoumá prostorové vztahy, vzorce a trendy v geografii.

Byl použit již v roce 1854 (samozřejmě bez počítačů!) k mapování epidemie nemocí v londýnské City. V zásadě tento typ prostorové analýzy používáme i dnes, ale již sofistikovanějším způsobem.

V kostce:

Data bez prostorové reference neposkytují geografický kontext. A bez geografického kontextu nelze plně pochopit svět, ve kterém dnes žijeme.

Proto potřebujeme geografické informační systémy (GIS) a jak to, že mají podstatný vliv na náš každodenní život (kterého si možná ani nevšimnete).

VÍCE ČTĚTE ZDE: Síla prostorové analýzy: Co je to mapování v GIS?

Mapování v GIS vytváří vizualizace geoprostorových informací. Geografické informační systémy (GIS) mají 4 hlavní myšlenky:

• Vytvářet geografická data.
• Spravovat je v databázi.
• Analyzovat a nacházet zákonitosti.
• Vizualizovat je na mapě.

Protože zobrazení a analýza dat na mapách ovlivňuje naše chápání dat, můžeme pomocí GIS přijímat lepší rozhodnutí.

Pomáhá nám pochopit, co se kde nachází. Analýza se stává jednoduchou. Odpovědi se stávají jasnými.

Jaké jsou aplikace GIS?

Každý den GIS pohání miliony rozhodnutí po celém světě, například těchto 1000 aplikací GIS. Má velký vliv na náš život a vy si to možná ani neuvědomujete. GIS používáme například k:

• Vytyčování nových míst v obchodech
• Hlášení výpadků elektřiny
• Analýza vzorců kriminality
• Rozvrhování tras v automobilové navigaci
• Předpovídání a předpovídání počasí

Vizualizace geografie pomocí map

Myslím, že budete souhlasit:

Je opravdu těžké vizualizovat souřadnice zeměpisných šířek a délek z tabulky.

Ale když tyto polohy sečtete na mapě, tabulky najednou ožijí.

To proto, že mapy usnadňují pochopení geografických informací.

Když máte geografické souvislosti, nevidíte jen to, kde se na mapě nacházejí. Ale můžete:

• Vypočítat, jak daleko jsou body od sebe
• Zkontrolovat, zda jsou body seskupeny podle vzorů a trendů
• Najít optimální trasu mezi městy

Složky geografických informačních systémů

Tři hlavní složky geografických informačních systémů jsou:

1. Geografické informační systémy. DATA: GIS uchovává lokalizační data jako tematické vrstvy. Každá datová sada má atributovou tabulku, která uchovává informace o daném prvku. Dva hlavní typy dat GIS jsou rastrové a vektorové:

Raster
Raster vypadá jako mřížka, protože ukládá data v řádcích a sloupcích. Mohou být diskrétní nebo spojité. Jako rastrová data často reprezentujeme například údaje o půdním pokryvu, teplotě a snímky.

Vektor
Vektory jsou body, čáry a mnohoúhelníky s vrcholy. Například požární hydranty, obrysy a administrativní hranice jsou často vektory.

2. HARDWARE: Hardware spouští software GIS. Může to být cokoli od výkonných serverů, mobilních telefonů nebo osobní pracovní stanice GIS. Procesor je vaším pracovním koněm a jeho úkolem je zpracování dat. Dva monitory, další úložiště a svižné karty pro zpracování grafiky jsou i v GIS nezbytnou výbavou.

3. SOFTWARE: ArcGIS a QGIS jsou špičkou v oblasti softwaru GIS. Software GIS se specializuje na prostorovou analýzu pomocí matematiky v mapách. Spojuje geografii s moderními technologiemi za účelem měření, kvantifikace a pochopení našeho světa.

Rozhodujte se pomocí prostorové analýzy

Nikdy předtím jsme neměli naléhavější problémy, které by potřebovaly geoprostorový pohled. Například změna klimatu, přírodní katastrofy a populace mají geografickou povahu. Tyto globální problémy potřebují znalosti založené na poloze, které mohou pocházet pouze z GIS.

Většina lidí si myslí, že GIS je pouze o „vytváření map“. My však využíváme sílu GIS díky poznatkům prostorové analýzy. Prostorovou analýzu využíváme prostřednictvím matematiky v mapách. Prostorová analýza je s papírovými mapami obtížná, proto potřebujeme GIS. Zde jsou příklady prostorové analýzy:

BUFFER:

Nástroj buffer generuje polygon kolem prvků v nastavené vzdálenosti. Vytvořením bufferů můžete najít okolní prvky, které jsou uvnitř bufferů.

HOT SPOT:

Hot spoty zvýrazňují oblasti, které mají shluky bodů. Zatímco studené body mají malou hustotu bodů.

Budujte svou kariéru v geomatice

Tento citát znamená, že pokud vezmeme 80 % všech dat veřejné správy, 80 % má geografický kontext. Tento citát pochází od Roberta Williamse z jeho článku „Selling a geographical information system to government policymakers.“

Nedávno však vědci toto procento snížili na 60 % v roce 2012. Ať tak či onak, geografie je velkou součástí dat.

Od plánování plynovodu po navigaci lodí potřebují prostorové problémy prostorové myslitele. Proto se geografické informační systémy rozšířily do nesčetných oborů. Kariéra v oblasti GIS je na vzestupu pro:

• KARTOGRAFOVÉ vytvářejí mapy. Ve skutečnosti původ slova „kartograf“ pochází z charta, což znamená „tabulka nebo list papíru“ a graf „kreslit“
• SPRÁVCI DATABÁZE ukládají a extrahují informace ze strukturovaných souborů do prostorových databází.
• PROGRAMÁTOŘI píší kód a automatizují nadbytečné procesy GIS. Mezi programovací jazyky GIS patří například Python, SQL, C++, Visual Basic a JavaScript.
• SPECIALISTÉ DÁLKOVÉHO VNÍMÁNÍ používají letecké, satelitní snímky a software pro dálkový průzkum Země.
• PROSTOROVÍ ANALYTICI používají nástroje pro geoprocessing k manipulaci, extrakci, lokalizaci a analýze geografických dat.
• ZEMĚMĚŘI měří trojrozměrné souřadnice na pozemku.

ČTĚTE VÍCE: Očekávané platy v oblasti GIS: Stoupejte po kariérním žebříčku GIS

Všechno v GIS začalo mapováním cholery

V roce 1854 zasáhla cholera město Londýn v Anglii. Nikdo nevěděl, kde nemoc začala. Britský lékař John Snow proto začal epidemii mapovat. Nešlo jen o nemoc. Zmapoval ale také silnice, hranice pozemků a vodovodní řady.

Velké objevy a zlepšení vždy zahrnují spolupráci mnoha mozků. Může mi být přičteno k dobru, že jsem razil cestu GIS. Ale když se podívám na následný vývoj, cítím, že zásluhy patří spíše jiným než jen mně.
-Roger Tomlinson

Když přidal tyto funkce do mapy, stalo se něco zajímavého. Všiml si, že případy cholery byly pouze podél jedné vodní linie. To byl průlom, který propojil geografii s bezpečností veřejného zdraví. Nebyl to však jen začátek prostorové analýzy. Znamenalo to také počátek epidemiologie, tedy studia šíření nemocí.

V roce 1968 začal muž jménem Roger Tomlinson skládat dohromady moderní výpočetní techniku s mapami. Ve skutečnosti poprvé použil termín „GIS“ ve svém článku „Geografický informační systém pro regionální plánování“. V tomto okamžiku se GIS skutečně stal počítačovým nástrojem pro ukládání mapových dat. V roce 2014 Roger Tomlinson později zemřel a navždy zůstane v paměti jako „otec GIS“.

VÍCE ČTĚTE ZDE: Pozoruhodná historie GIS

Využití a aplikace GIS

Geografické informační systémy jsou nabité příklady použití. Našli jsme například více než 1000 využití a aplikací GIS. Níže uvádíme několik příkladů.

PŘÍKLADY: Zdaleka nejvíce uživatelů je pro oblast životního prostředí. Například ochránci přírody používají GIS pro změny klimatu, studie podzemních vod a posuzování dopadů.

MILITÁRNÍ A OBRANNÍ: Vojenské složky jsou silnými uživateli GIS. Využívají je pro lokalizační zpravodajství, řízení logistiky a špionážní družice.

ZEMĚDĚLSTVÍ: Zemědělci jej používají pro přesné zemědělství, mapování půdy a produktivity plodin.

ZEMĚDĚLSTVÍ: Zemědělci jej používají pro přesné zemědělství, mapování půdy a produktivity plodin: Lesníci spravují dřevo, sledují odlesňování a inventarizují lesní porosty pomocí GIS.

PODNIKÁNÍ: Spíše po obchodní stránce slouží GIS k výběru lokalit, profilování spotřebitelů a vyhledávání zákazníků.

REALIT:

Veřejná bezpečnost: Příklady v oblasti nemovitostí zahrnují analýzu trhu, oceňování domů a územní plánování: GIS zobrazuje šíření nemocí, reakci na katastrofy a veřejné zdraví.

Co pro vás může GIS udělat?“

Geografické informační systémy lépe odpovídají na otázky týkající se polohy, vzorců a trendů. Například:

1. Kde se nacházejí pozemní prvky? Pokud potřebujete najít nejbližší čerpací stanici, GIS vám může ukázat cestu. GIS dokáže najít optimální polohu propojením objemu dopravy, informací o územním plánování a demografických údajů.

2. Jaké geografické vzorce existují? V ochraně přírody chceme znát stanoviště zvířat pomocí GPS obojků a půdního pokryvu. Známe-li polohu zvířat, můžeme propojit preferované typy půdy s polohou GPS. Nakonec máme obrovskou databázi se všemi druhy živočichů.

3. K jakým změnám došlo v daném časovém období? Čas je chybějícím prvkem ke studiu změn. Změnám rozumíme například prostřednictvím dálkového průzkumu životního prostředí. Také lépe předpovídáme katastrofy tím, že zjišťujeme změny v čase.

4. Jaké jsou prostorové důsledky? Pokud chce společnost vybudovat nový projekt, GIS vyniká v ukládání dat o životním prostředí. Většina hodnocení životního prostředí využívá GIS k pochopení dopadu projektů na krajinu.

Co je geografická informatika (GISc)?

Když geografické informační systémy odpovídají na otázku „co“ a „kde“, geografická informační věda (GIScience) se zabývá otázkou „jak“ a jejím vývojem.

Jak se budou GIS rozvíjet v následujících letech? To je otázka, které Geografická informační věda rozumí nejlépe.

Geografická informační věda poskytuje všechny stavební kameny pro geografické informační systémy. Čerpá z informatiky, matematiky, geografie, statistiky, kartografie a geodézie.

GIScience začleňuje poznatky z těchto oborů do geografických informačních systémů.

• Geografické informační systémy spojují co s kde.
• Geografická informační věda zjišťuje jak.

Shrnutí: Co jsou geografické informační systémy?“

Možná si položíte otázku: Neodpovídají geografové na tyto otázky již po staletí? Ano, odpovídají. Ale geografové mohou na tyto otázky odpovídat mnohem lépe pomocí geografických informačních systémů.

Když jsme poprvé začali zaznamenávat soupisy na papírové mapy, byl to poměrně zdlouhavý proces. Ale co jsme vlastně potřebovali? Potřebovali jsme GIS pro záznam a ukládání pozorování. Také jsme potřebovali tabulku pro ukládání atributů o datech.

Co je podstatné? Geografické informační systémy (GIS) nám umožňují interpretovat data a porozumět vztahům, vzorcům a trendům. Geografické zobrazení a analýza dat pak ovlivňuje naše chápání světa, ve kterém žijeme.

• Co je to geoinformatika
• Co je to dálkový průzkum Země? Definitivní průvodce
• Jaký je rozdíl mezi geomatikou a GIS?

1. Williams, Robert (1987), Prodej geografického informačního systému tvůrcům vládní politiky. Příspěvky z výroční konference Asociace městských a regionálních informačních systémů v roce 1987

.