Mi a földrajzi információs rendszerek (GIS)?

Mi a GIS?

A földrajzi információs rendszerek (GIS) a Föld felszínének földrajzi pozícióira vonatkozó adatokat tárolják, elemzik és megjelenítik.

A GIS a Geographic Information Systems (földrajzi információs rendszerek) rövidítése, és olyan számítógépes eszköz, amely a földrajzi térbeli kapcsolatokat, mintákat és trendeket vizsgálja.

Még 1854-ben (természetesen számítógépek nélkül!) használták egy betegség kitörésének feltérképezésére London városában. Alapvetően ma is használjuk ezt a fajta térbeli elemzést, de kifinomultabb módon.

Dióhéjban:

A térbeli hivatkozás nélküli adatok nem nyújtanak földrajzi kontextust. Földrajzi kontextus nélkül pedig nem lehet teljes mértékben megérteni azt a világot, amelyben ma élünk.

Ezért van szükségünk a térinformatikai rendszerekre (GIS), és hogy miért van jelentős hatása a mindennapi életünkre (amit talán észre sem veszünk).

OLVASSA TOVÁBB: A térbeli elemzés ereje: Patterns in Geography

Mi a GIS-térképezés?

A GIS-térképezés a térbeli információk vizualizációját készíti. A földrajzi információs rendszerek (GIS) 4 fő gondolata a következő:

• Geográfiai adatok létrehozása.
• Egy adatbázisban való kezelése.
• Analízis és minták keresése.
• Vizualizálás térképen.

Mivel az adatok térképen való megtekintése és elemzése befolyásolja az adatok megértését, a GIS segítségével jobb döntéseket hozhatunk.

Segít megérteni, hogy mi hol van. Az elemzés egyszerűvé válik. A válaszok világossá válnak.

Milyen alkalmazások a GIS?

Minden nap a GIS döntések millióit segíti világszerte, például ezt az 1000 GIS-alkalmazást. Nagy hatással van az életünkre, és talán észre sem vesszük. Például a GIS-t használjuk:

• Új üzlethelyszínek kijelölésére
• Áramkimaradások jelentésére
• Bűnözési minták elemzésére
• Az autós navigációban történő útvonaltervezésre
• Az időjárás előrejelzésére és előrejelzésére

A földrajz szemléltetése térképekkel

Azt hiszem, egyet fog érteni:

Tényleg nehéz a szélességi és hosszúsági koordinátákat egy táblázatból vizualizálni.

De ha ezeket a pozíciókat összeadjuk egy térképen, hirtelen életre kelnek a táblázatok.

Ez azért van, mert a térképek segítségével a földrajzi információk könnyebben megérthetők.

Ha van földrajzi kontextus, akkor nem csak azt látjuk, hogy hol vannak a térképen. Hanem:

• Kiszámíthatod, hogy a pontok milyen messze vannak egymástól
• Lesheted, hogy a pontok csoportosulnak-e minták és trendek szempontjából
• Megtalálhatod a városok közötti optimális útvonalat

A földrajzi információs rendszerek összetevői

A földrajzi információs rendszerek 3 fő összetevője:

1. ADATOK: A GIS tematikus rétegek formájában tárolja a helyadatokat. Minden adathalmaznak van egy attribútumtáblája, amely a jellemzőre vonatkozó információkat tárolja. A GIS-adatok két fő típusa a raszter és a vektor:

Raszter
A raszterek úgy néznek ki, mint a rácsok, mert sorokban és oszlopokban tárolják az adatokat. Ezek lehetnek diszkrétek vagy folytonosak. Például a földtakarót, a hőmérsékleti adatokat és a képi adatokat gyakran ábrázoljuk raszteradatként.

Vektor
A vektorok pontok, vonalak és csúcsokkal rendelkező sokszögek. Például a tűzcsapok, a kontúrok és a közigazgatási határok gyakran vektorok.

2. HARDWARE: A hardver a GIS-szoftvereket futtatja. Ez lehet bármi, a nagy teljesítményű szerverektől kezdve a mobiltelefonokon át a személyes GIS munkaállomásig. A CPU a munkagép, és az adatfeldolgozás a játék neve. A kettős monitorok, az extra tárhely és az éles grafikus feldolgozó kártyák a GIS-ben is elengedhetetlenek.

3. SZOFTVER: Az ArcGIS és a QGIS a vezető GIS-szoftverek. A GIS-szoftverek a térbeli elemzésekre specializálódnak a térképek matematikai felhasználásával. A földrajzot ötvözi a modern technológiával a világunk mérése, számszerűsítése és megértése érdekében.

Döntések meghozatala térbeli elemzéssel

Nem volt még soha olyan sürgető probléma, amelyhez térbeli nézőpontra volt szükségünk. Például az éghajlatváltozás, a természeti katasztrófák és a népesség mind földrajzi jellegűek. Ezekhez a globális problémákhoz helyalapú ismeretekre van szükség, amelyek csak a térinformatikai rendszerből származhatnak.

A legtöbb ember azt gondolja, hogy a térinformatika csak a “térképek készítéséről” szól. Mi azonban a térbeli elemzés meglátásai miatt használjuk ki a GIS erejét. A térbeli elemzést a matematikán keresztül használjuk a térképeken. A térbeli elemzés nehézkes a papírtérképekkel, ezért van szükségünk a GIS-re. Íme példák a térbeli elemzésre:

BUFFER:

A puffer eszköz egy meghatározott távolságban lévő sokszöget hoz létre a jellemzők körül. A pufferek létrehozásával megkeresheti a puffereken belüli környező jellemzőket.

HOT SPOT:

A forró pontok olyan területeket jelölnek ki, amelyeken pontcsoportok vannak. Míg a hideg foltok a pontok kis sűrűségével rendelkeznek.

Építs karriert a geomatikában

Ez az idézet azt jelenti, hogy ha az összes kormányzati adat 80%-át vesszük, 80%-nak van földrajzi összefüggése. Ez az idézet Robert Williamstől származik “Selling a geographical information system to government policymakers.”

Az utóbbi időben azonban a kutatók ezt a százalékot 2012-ben 60%-ra csökkentették. Akárhogy is, a földrajz az adatok nagy összetevője.

Egy csővezeték tervezésétől a hajók navigálásáig a térbeli problémákhoz térbeli gondolkodókra van szükség. Ez az oka annak, hogy a térinformatika számtalan tudományágra kiterjedt. A GIS-szakmák fellendülőben vannak:

• A KARTOGRÁFUSOK térképeket készítenek. Valójában a “kartográfus” szó eredete a charta szóból származik, ami “táblát vagy papírlapot” és a graph “rajzolni”
• ADATBÁZISKEZELŐK az információkat strukturált halmazokból tárolják és vonják ki térbeli adatbázisokba.
• PROGRAMOZÓK kódot írnak és automatizálják a felesleges GIS-folyamatokat. A GIS programozási nyelvek közé tartozik például a Python, az SQL, a C++, a Visual Basic és a JavaScript.
• TÁVÉRZÉSI SPECIALISTÁK légi, műholdas képeket és távérzékelő szoftvereket használnak.
• A SPATIÁLIS ANALITIKUSOK geofeldolgozó eszközöket használnak a földrajzi adatok manipulálására, kinyerésére, lokalizálására és elemzésére.
• A FÖLDMÉRŐK 3 dimenziós koordinátákat mérnek a földön.

BŐVEBBEN: GIS fizetési elvárások: Climb the GIS Career Ladder

GIS All Started by Mapping Cholera

1854-ben a kolera sújtotta az angliai London városát. Senki sem tudta, hol kezdődött a betegség. Ezért John Snow brit orvos elkezdte feltérképezni a járvány kitörését. Nem csak a betegségről volt szó. De feltérképezte az utakat, a telekhatárokat és a vízvezetékeket is.

A nagy felfedezések és fejlesztések mindig sok elme együttműködésével születnek. Az én érdemem lehet a térinformatika ösvényének kitaposása. De amikor a későbbi fejlődést nézem, úgy érzem, hogy az érdem inkább másoknak jár, nem csak nekem.
-Roger Tomlinson

Amikor ezeket a funkciókat hozzáadta egy térképhez, valami érdekes dolog történt. Észrevette, hogy a kolerás esetek csak egy vízvonal mentén voltak. Ez volt az áttörés, amely összekapcsolta a földrajzot a közegészségügyi biztonsággal. De ez nem csak a térbeli elemzés kezdete volt. Ez jelentette a járványtan, a betegségek terjedésének tanulmányozásának kezdetét is.

1968-ban egy Roger Tomlinson nevű férfi elkezdte összerakni a modern számítástechnikát a térképekkel. Valójában ő alkotta meg először a “GIS” kifejezést “A Geographic Information System for Regional Planning” című tanulmányában. Ekkor vált a GIS valóban a térképi adatok tárolására szolgáló számítógépes eszközzé. Roger Tomlinson később, 2014-ben hunyt el, és mindig úgy fognak rá emlékezni, mint a “GIS atyjára”.

OLVASSA TOVÁBB: A GIS figyelemre méltó története

GIS felhasználások és alkalmazások

A földrajzi információs rendszerek tele van példamegoldásokkal. Például több mint 1000 GIS felhasználási és alkalmazási lehetőséget találtunk. Az alábbiakban néhány példát mutatunk be.

KÖRNYEZET: Messze a legsúlyosabb felhasználási területek a környezetvédelem. A természetvédők például a GIS-t az éghajlatváltozás, a felszín alatti vizek tanulmányozására és hatásvizsgálatokra használják.

MILITARY AND DEFENSE: A katonaság a GIS nagy felhasználói. Helymeghatározásra, logisztikai menedzsmentre és kémműholdakra használják.

Mezőgazdaság: A gazdák precíziós gazdálkodásra, talajtérképezésre és a termés termelékenységére használják.

FORESTRY: Az erdészek a GIS segítségével kezelik a faanyagot, nyomon követik az erdőirtást és leltározzák az erdőállományokat.

ÜZLET: Az üzleti oldalon a GIS inkább a telephelyek kiválasztására, a fogyasztók profilalkotására és az ügyfelek felkutatására szolgál.

INGATLANOK:

KÖZVILÁGBIZTONSÁG: A GIS a betegségek terjedését, a katasztrófaelhárítást és a közegészségügyet mutatja be.

Mire képes a GIS?

A földrajzi információs rendszerek jobban megválaszolják a helyzettel, mintákkal és trendekkel kapcsolatos kérdéseket. Például:

1. Hol találhatók a szárazföldi jellemzők? Ha meg kell találnia a legközelebbi benzinkutat, a térinformatikai rendszer megmutatja az utat. A GIS képes megtalálni az optimális helyet a forgalomnagyság, az övezeti információk és a demográfiai adatok összekapcsolásával.

2. Milyen földrajzi minták léteznek? A természetvédelemben az állatok élőhelyét szeretnénk megismerni a GPS-nyakörvek és a földtakaró segítségével. Az állatok helyének ismeretében korrelálhatjuk a preferált földtípusokat a GPS-helyszínekkel. Végül egy hatalmas adatbázisunk lesz mindenféle állatfajjal.

3. Milyen változások történtek egy adott időszakban? Az idő a hiányzó elem a változások tanulmányozásához. A változást például a környezet távérzékelésével értjük meg. Emellett a katasztrófákat is jobban megjósoljuk, ha megtaláljuk az időbeli változásokat.

4. Mik a térbeli következmények? Ha egy vállalat új projektet akar építeni, a GIS kiválóan alkalmas a környezeti adatok tárolására. A legtöbb környezeti értékelés a GIS-t használja a projektek tájra gyakorolt hatásának megértéséhez.

Mi a térinformatika (GISc)?

Míg a térinformatika a “mit” és a “hol” kérdésekre ad választ, addig a térinformatika (GIScience) a “hogyan” kérdésekkel és azok fejlődésével foglalkozik.

Hogyan fog növekedni a GIS a következő években? Ezt a kérdést a Földrajzi Információtudomány érti a legjobban.

A Földrajzi Információtudomány biztosítja a Földrajzi Információs Rendszerek összes építőelemét. Az informatikából, a matematikából, a földrajzból, a statisztikából, a kartográfiából és a geodéziából merít.

A térinformatika ezen területek ismereteit építi be a Földrajzi Információs Rendszerekbe.

• A Földrajzi Információs Rendszerek összekapcsolja a mit a holnal.
• A földrajzi információs tudomány felfedezi a hogyanot.

Összefoglaló: Mi a földrajzi információs rendszerek?

Felmerülhet a kérdés: Nem évszázadok óta válaszolnak a geográfusok ezekre a kérdésekre? De igen, megválaszolták. De a geográfusok sokkal jobban meg tudják válaszolni ezeket a kérdéseket a térinformatikai rendszerekkel.

Amikor először kezdtük a leltározást papírtérképeken rögzíteni, ez meglehetősen fárasztó folyamat volt. De mire is volt valójában szükségünk? Egy térinformatikai rendszerre volt szükségünk a megfigyelések rögzítéséhez és tárolásához. Emellett szükségünk volt egy táblázatra is az adatokra vonatkozó attribútumok tárolásához.

Mi a lényeg? A földrajzi információs rendszerek (GIS) lehetővé teszik számunkra az adatok értelmezését, a kapcsolatok, minták és trendek megértését. Ezután az adatok földrajzi megtekintése és elemzése hatással van arra, hogy megértsük a világot, amelyben élünk.

• Mi a térinformatika?
• Mi a távérzékelés? A végleges útmutató
• Mi a különbség a geomatika és a térinformatika között?

1. Williams, Robert (1987), Selling a geographical information system to government policymakers. Papers from the 1987 Annual Conference of the Urban and Regional Information Systems Association.