4. Aplikácie IS - Geografické informačné systémy

4.1 Čo je GIS?

Geografický informačný systém je súborom technických a programových prostriedkov pre uchovávanie, spracovanie a využívanie geografických informácií v dvoch formách - grafickej a údajovej, vzájomne prepojených a topologicky usporiadaných.

GIS versus mapa

Geografický informačný systém (GIS) je počítačový systém orientovaný na spracovávanie geografických údajov prezentovaných prostredníctvom máp.
Pred nástupom „počítačovej éry“ sa všetky informácie tohto typu spracovávali ručne. Výsledné mapy zobrazovali výsledky vzájomného pôsobenia niekoľkých údajov. Ak bolo potrebné prepojiť údaje iným spôsobom, poprípade vložiť nové údaje, mapa sa musela prepracovať. Keď si uvedomíme, že ešte aj dnes sa niektoré podklady pre tlač máp robia ručne, takýto postup je značne zdĺhavý a náročný na čas aj peniaze. Navyše, moderný človek dnešnej počítačovej doby je zvyknutý dostávať informácie v čo najkratšom čase a v čo najväčšom rozsahu. Práve z týchto dôvodov sa pri spracovávaní geografických údajov čoraz viac siaha po programových produktoch, ktoré umožňujú manipuláciu s nimi a následné zobrazenie výsledkov, či už v digitálnej alebo v obrazovej forme.
Počítačové spracovanie geografických údajov neznamená zánik klasických máp. Obidve formy ich spracovania majú svoje výhody i nevýhody.

Nasledovné štyri aspekty priamo vplývali na vznik GIS:
  • nové nároky na spracovanie a využívanie máp, v ktorých sa prejavuje potreba spracovávať informácie komplexne, spojením viacerých tematických máp s možnosťou spracovávania niekoľkých informácií súčasne,
  • potreba oddeliť uloženie údajov od ich samotnej prezentácie, aby mohli byť uchovávané v čo najpresnejšej forme,
  • spracovávanie rôznych prognóz a analýz,
  • vznik nových počítačových technológií.

Môžeme povedať, že spracovanie geografických údajov pomocou počítačov plní tieto základné funkcie:

  • počítačové spracovanie,
  • oddeľuje ukladanie údajov a ich vizualizáciu,
  • umožňuje tvorbu analýz,
  • umožňuje spracovávať údaje z rôznych aspektov,
  • umožňuje vizualizovať výsledky rozličnými spôsobmi,
  • umožňuje využívať a začleniť geografické údaje do štandardných databázových systémov.

Geoinformatika

GIS je produktom výskumu geoinformatiky - mladej vednej disciplíny na rozhraní mnohých vied, najmä geografie, kartografie, informatiky a diaľkového prieskumu Zeme.
Geoinformatika sa venuje najmä teoretickým a metodickým aspektom spracovania geografických informácií pomocou geografického informačného systému.

Názov geografický informačný systém vznikol zložením nasledujúcich slov:

    GEO – táto predpona charakterizuje vzťah spracovávaných údajov k lokalizácii na zemskom povrchu teda geo-údaj je určený svojou geografickou polohou.
    GRAFICKÝ – informuje o tom, že daný systém využíva grafickú vizualizáciu prezentovania výsledkov analýz.
    INFORMAČNÝ – zaoberajúci sa zberom, uchovávaním, analýzou a syntézou údajov s cieľom získať nové informácie.
    SYSTÉM – znamená, že ide o integráciu programových, technických prostriedkov, údajov, technológií, obsluhy a používateľov.

4.2 Rôzne pohľady na GIS

Existujú tri rôzne podľady na GIS.
  • Databázový pohľad – zdôrazňuje tvorbu a organizáciu databázy, GIS chápe predovšetkým ako nástroj na zhromažďovanie údajov, ktorých spojivom je ich geografická poloha.
  • GIS ako technológia teda prostriedok na spracovanie, tvorbu a zobrazovanie máp.
  • Analytický pohľad na GIS vyzdvihuje možnosť tvorby priestorových analýz a syntéz. Tento aspekt najviac využíva možnosti GIS.

GIS ako databáza

GIS je špeciálny druh databázy - štruktúrovaná databáza, ktorá popisuje svet geografickými pojmami. Je to "informačný systém pre geografiu".

GIS ako mapa

GIS je množina inteligentných máp a zobrazení, ktoré reprezentujú vlastnosti rôznych objektov na zemskom povrchu a aj vzťahy medzi nimi. Mapy reprezentujúce geografické informácie môžeme vnímať ako "okná do databázy" umožňujúce zadávať požiadavky, realizovať analýzy a modifikovať informácie.

GIS ako model

GIS je množina nástrojov na transformáciu informácií. Tieto nástroje umožňujú odvodiť nové geografické informácie z pôvodných. Robí sa to tak, že sa vezme informácia z existujúcej databázy, použijú sa analytické funkcie a výsledok analýzy sa zapíše do novo odvodenej databázy.

Kombinovaním dát a aplikovaním analytických pravidiel sa dá vytvoriť model, ktorý umožní nájsť odpovede na sformulované otázky. Napríklad, na nasledujúcom obrázku vidíme použitie GPS a GIS pri modelovaní predpokladaného územia, ktoré by malo obsahovať trosky kozmickej lode Kolumbia (havarovala pri návrate z kozmu vo východnom Texase 1. februára 2003).

4.3 Základná schéma GIS

GIS se skládá zo štyroch základných častí a to:
  • rozhranie (blok vstupu dát a komunikácie),
  • geografická databáza a systém jej riadenia,
  • blok analýzy a modelovania,
  • blok vizualizácie a prezentácie získaných výsledkov.

Práca s priestorovými dátami kladie špeciálne požadavky na geografickú databázu, ktorá popisuje súbor prvkov v istom globálnom viacrozmernom priestore. Každý z týchto prvkov je popísaný geometrickými a negeometrickými atribútmi, ktoré sa môžu v čase meniť. Geometrické dáta popisujú lokalizáciu, morfológiu a topológiu prvkov, negeometrické dáta vyjadrujú popisné, kvalitatívne charakteristiky prvkov.

4.4 Oblasti použitia GIS

Obchod - pri výbere miesta nových skladov, veľkoobchodov ako aj zásobovania.

Inžinierske siete – jednak pomocou GIS sa evidujú už existujúce inžinierske siete, no pomocou GIS je možné modelovať situácie pri zmenách (napr. nová výstavba, presmerovanie niektorých častí a pod.)

Životné prostredie – tu sa využíva GIS ako prostriedok na inventarizáciu prírodných zdrojov, modelovanie prírodných procesov (erózia, povodne a pod.)

Štátna správa – evidencia údajov, ktoré sa využívajú takmer vo všetkých oblastiach štátnej správy, možnosť analýz štatistických prieskumov umožňuje riešiť niektoré dôležité situácie (napr. bezpečnostný zásah, pokrytie oblasti hromadnou mestskou dopravou, organizáciu požiarnej a zdravotnej pomoci a pod.)

Starostlivosť o občanov – napr. pri skúmaní šírenia epidémií, sledovanie výskytu špecifických chorôb a ich spätosť s danou oblasťou a pod.

Doprava – možnosť optimalizovať prepravu obyvateľstva, evidencia údržby a pod.

Telekomunikácie – telekomunikácie evidujú prostredníctvom GIS svoje siete, plánujú výstavbu ich nových častí

Oblasť financíí – GIS napomáha pri výstavbe nových finančných pobočiek, bánk a poisťovní, v oblasti poisťovníctva sa robia analýzy ohrozených území (napr. možnosti zosuvu pôd, povodňové oblasti, monitoruje sa výskyt požiarov, poprípade kriminalita a pod.)

Správa zdrojov – evidujú sa údaje o prírodných zdrojoch, vodných tokoch, vodných nádržiach a pod.

Územné plánovanie – napr. údaje o mestských štvrtiach, katastroch, znázornenie informácií v existujúcom územnom pláne a pod.

Archeológia – zdokonalenie dokumentácie arch. nálezov, vyhľadávanie lokalít s možnosťou nálezu

Armáda – modelovanie terénu, presun jednotiek atď.

4.5 Príklady GIS

V súčasnosti existuje veľké množstvo softvéru pre GIS. Medzi najznámejšie firmy produkujúce GIS softvér patria firmy ESRI, Intergraph, Mapinfo a iné.

V súčasnosti sa GIS čoraz častejšie objavuje aj na internete. Umožňuje prezeranie vybraných geografických údajov, jednoduché priestorové analýzy a tlač máp. Takouto formou napr. občan mesta získava prehľad o území mesta, okresu alebo štátu v ktorom žije. Získa informácie o stave životného prostredia, kriminality, volebných obvodoch alebo o otvorených lekárňach.

GIS sa postupne dostáva do bežného používania ľudí bez toho, aby o tom vedeli. Napríklad GIS zohráva významnú úlohu pri tzv. lokalizačných službách niektorých operátorov mobilných telefónov (vyhľadávanie polohy telefónu alebo vybraných služieb v okolí), alebo pri navigačných systémoch v automobiloch. Aj preto je dôležité, aby sa poznatky o týchto systémoch častejšie dostávali do povedomia širokej verejnosti.

Vyhľadávacia mapová služba (digitálne mapové diela SVM50 a SVM500)

ArcGeo

Mapy na internete

www.mapa.sk
maps.google.sk

Mapquest - elektronické mapy z celého sveta

http://www.mapquest.com/maps/

Zhrnutie

Geografický informačný systém (GIS) je informačný systém na získavanie, ukladanie, analyzovanie a manažovanie dát a príslušných vlastností, ktoré sú priestorovo viazané k Zemi.
Je to počítačový systém schopný integrácie, uchovávania, úpravy, analýzy, zdieľania a zobrazovania geografických informácií.

GIS je nástroj, ktorý umožňuje používateľom: Technológia geografických informačných systémov môže byť použitá:

Literatúra