1. Katedra geografie FP TUL| Jiří Šmída
Geografické informační systémy
Téma 3: Geodatabáze
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
2. Obsah
1. DBMS
2. Geodatabáze
3. Vstup dat
4. Údržba geometrických dat
5. Metadata
2
3. Funkční nástroje GIS
obecné i specializované operace
v souladu s rozdělením funkcí GIS rozdělení do čtyř
základních skupin:
funkce pro pořizování dat (vstup dat)
údržbové a manipulační funkce (správa dat)
funkce na analýzu dat (analýza dat)
výstupové funkce (výstup dat)
5. Prostorové databázové systémy
základem softwaru GIS je databáze - soubor
strukturovaných dat, která se vybírají a ukládají v
souladu s určitým datovým modelem a datovou
strukturou
Databáze je sdílená kolekce logicky uspořádaných
dat (a popisu těchto dat - metadat), která je
navržena tak, aby splňovala potřeby uživatele
6. Softwarové nástroje GIS obsahují tyto
hlavní části
databáze
systém řízení báze dat (DBMS)
dotazovací jazyk
funkční nástroje
uživatelský interface
7. Systém řízení báze dat
Systém řízení báze dat – SŘBD
případně DataBase Management System - DBMS
softwarový systém, který umožňuje
definovat, vytvářet a udržovat databázi a který též
poskytuje řízený přístup k této databázi
8. Dotazovací jazyk
dotazovací jazyk – dotazování se do databáze
příkladem Standard Query Language (SQL)
standardizovaný dotazovací jazyk pro práci s daty
uloženými v databázi
9. základními pojmy geografické databáze jsou
entita - reálný jev, který již není dále dělitelný na
prvky stejného druhu
objekt - prvek v databázi reprezentující celou nebo
část entity
obsah geografické databáze - se skládá z:
digitálních reprezentací reálných entit (domů, řek,silnic...)
digitálních reprezentací uměle vytvořených entit
(vrstevnic...)
10. Struktura souborů
databáze shromažďují informace o prvcích a jevech, které
jsou v modelu prostorových dat vyjádřeny objektem
objekty představují prvky databáze
data (polohová, popisná i vztahová), která se vztahují
k jednomu prvku (např. student) jsou uspořádána do záznamů
(Novák, Dostál…)
každý údaj (hodnoty dané domény) zabírá jedno pole
záznamu (příjmení, jméno, obor studia…)
Základní pojmy:
záznam – jeden individuální výskyt entity
atribut – vlastnost entity
pole – každý jednotlivý údaj k jednomu záznamu
klíč (klíčová pole)
11. Komunikační (dotazovací) jazyky
dotazujeme do databáze
procedurální dotazovací jazyky - jazyky, které
vyžadují znalost hierarchie uložení dat; používají se
zejména v hierarchických a síťových datových
strukturách; říkáme jak se to má udělat
neprocedurální (standardní) dotazovací jazyky -
dotazovací jazyk není závislý na struktuře dat, není
třeba znát strukturu dat; říkáme jen, co chceme
získat
např. SQL
snadné k naučení
12. SQL
výběr, výpis dat z db:
SELECT nazev_atributu
FROM nazev_tabulky
WHERE nazev_atributu = ‘hodnota’
GROUP BY nazev_atributu
ORDER BY nazev_atributu ASCENDING/DESCENDING
13. 13
Výběr podle atributu
3. nápověda „Vložte
3 podmínkovou větu, aby
4 byly vybrány odpovídající
záznamy v tabulce
atributů“
4. metoda: zvolte, zda tvoříte
nový výběr, nebo zda
děláte dodatečný výběr již
v předešlém výběru
např.: v 1. výběru si dám
podmínku, že chci zobrazit
pouze ORP Liberec; v 2. výběru
změním metodu a upřesním, že
z vybraných prvků mi program
ponechá jen ty obce s počtem
obyv. nad 5 tis.
14. Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
14
3
5. místo pro sestavení
4 podmínky
6 6. výpis dostupných polí
příslušné tabulky –
7 hodnotu kteréhokoliv
8
lze použít do
podmínky
7. aritmetické a logické
5
operátory
8. místo, kde se vypisují
jedinečné hodnoty
vybraného pole (např.
jména obcí)
15. 15
Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
7. pokládat dotazy na databázi
9. funkce pro ověření
3
4 (verifikaci) rovnice
10. aplikování rovnice na
6
výběr
časté chyby: výběr je
7
8 nad jiným polem, než
jsme původně
zamýšleli (z
nepozornosti)
5
v podmínce chybí
uvozovky u textových
polí
9 je zvolen nesprávný
10 logický operátor
16. Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
16
Výsledek dotazu
výsledek dotazu
je interaktivně
zobrazen v
mapě i v tabulce
11. zrušení výběru
(Clear Selected
Feature)
11
17. Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
17
Výsledek dotazu
připravený výběr se dá mnoha způsoby využít:
lze jej statisticky vyhodnotit (viz funkce 6)
lze pouze pro tento výběr použít kalkulaci (viz funkce 4)
stejná podmínka vložená do vlastností vrstvy, záložky
Definition Query zajistí pro daný mapový dokument
zobrazení pouze těch prvků, které odpovídají podmínce
19. Geodatabáze
19
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
20. Geodatabáze
ukládání geografických dat s využitím relační
databáze
všechny elementy geodatabáze jsou podporovány
standardní DBMS, standardními SQL datovými typy
20 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci
21. Geodatabáze
topologický formát
nativní formát pro GIS databáze v programu ArcGIS
slouží pro automatizaci správy a editace dat
nejčastějšími formáty dat v geodatabázi jsou
tabulky popisující atributy
třídy prvků zahrnující body, linie, plochy a anotace
soubory rastrů a rastrové katalogy
21 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci
22. Druhy geodatabáze
Geodatabáze
Známe tři typy
Personal geodatabase/osobní
geodatabází:
geodat.
ukládána v Access.; limit pro velikost 2 osobní geodatabázi
GB (ale efektivní při velikosti 250-500
souborovou geodatabázi
MB); pouze Windows
File geodatabase/souborová geodat. ArcSDE geodatabázi
uložena v souborech; limit 1 TB, jakýkoliv
operační systém
ArcSDE geodatabase
ukládána v RDBMS (Oracle, SQL Server,
DB2, Informix)
podpora několika editorů a čtenářů
používá ArcSDE
umožňuje verzování a multiuser support.
22 Fakulta přírodovědně-humanitní a
pedagogická, Technická univerzita v Liberci
23. Geodatabáze
23 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci
24. Tabulky
tabulka obsahuje řádky
všechny řádky tabulky mají stejné sloupce
každý sloupec má určen datový typ
24
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
26. 26
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
27. Datové typy
Čísla: čtyři datové typy
short integers
long integers
single-precision floating-point numbers (floats)
double-precision floating-point numbers (doubles).
Text: jakákoliv sada alfanumerických znaků definované
délky
Datum (Date): ukládá datum a čas
BLOB: Binary large objects, používán pro ukládání a
správu binárních informací jako symbolů nebo CAD
geometrie
Global Identifiers: GlobalID a GUID
ukládá řetězec o 36 znacích, jedinečné označení prvku nebo
27
řádku tabulky napříč geodatabází; používá se pro tvorbu relací
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
28. Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
28
POLE – datové typy
Short Integer
celá čísla, jedno zda kladná či záporná, která
jsou typicky použita pro zadávání kódů. Používá
se pro seznamy krátkých hodnot jako jsou kódy
ZPF, využití půdy, typ vegetace nebo hodnoty
PRAVDA/NEPRAVDA = 0/1.
Long Integer
celá čísla, jedno zda kladná či záporná, která
jsou typicky použita pro ukládání hodnot kvantity
jako je počet obyvatel a pod.
29. Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
29
POLE – datové typy
Float
čísla s jednoduchou přesností dosahující
přesnosti nejvýše 6 desetinných míst. Používá
se pro ukládání jednoduchých desetinných čísel
jako jsou procentuální hodnoty.
Double
dvojitá přesnost desetinných čísel – až 15
desetinných míst.
Text
používá se k ukládání textových znaků jako jsou
jména, názvy, zkratky, poznámky, kódy obcí
obsahující vedle čísel i písmena (alfanumerické
kódy), čísla, která začínají nulou, která by v
číselném formátu byla automaticky a nechtěně
odmazána (telefonní čísla) apod.
1. 2. 2008
30. Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
30
názvy polí: maximálně 10 znaků bez diakritiky
a mezer; např.:
OB91, OB01
OB_NAZEV
PLOCHA_KM2
vždy hned zapisovat vysvětlení do metadat!
upřesnění datových typů Float a Double
31. Typy prvků (Feature Type)
polygon, linie, body
Multipoints (multipart feature – polygon, linie)
objekt nebo místo zakreslený jako vícenásobně lokalizovaný
např. více stromů stejného druhu nebo souostroví nebo exklávy
nebo lidarová mračna dat
Multipatches
třídimenzionální prvky jako budovy, pohoří, vodní nádrže,
planety
Annotace
názvy
mohou být spojeny (linkovány) k specifickým prvkům sady
prvků geodatabáze
Dimensions
specifický typ anotací používaný pouze pro označení měření
jako jsou vzdálenosti, délky, šířky a hloubky
31
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
32. Správa rastrů v geodatabázi
Raster Dataset
Mosaic Dataset
Raster Catalog
32 Fakulta přírodovědně-humanitní a
pedagogická, Technická univerzita v Liberci
33. výhody katalogů:
jednotné nastavení symbologie (nastavení symbolů),
vlastností
korekce barev – sjednocení jasu/barevnosti pro všechny
rastry
jednotné nastavení průhlednosti
33 Fakulta přírodovědně-humanitní a
pedagogická, Technická univerzita v Liberci
34. Správa rastrů
Image Analysis
úprava jasu, průhlednosti
procesní úpravy
34
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
35. Návrh a tvorba geodatabáze
10 doporučených kroků
35 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci
36. Návrh geodatabáze – východiska
1. Reprezentace
návrh databáze začíná rozhodnutím, jak ten který jev
reality reprezentovat v GIS formátu
geografické entity můžeme reprezentovat pomocí:
tříd prvků (feature classes) – soubory bodů, linií, ploch
rastrů
kontinuálních povrchů (TIN, DMT)
atributových tabulek (popisná data)
36 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci
37. Návrh geodatabáze – východiska
2. Témata
koncept tvorby tematických
vrstev jako souborů prvků
stejného tématu je základním
principem GIS již od jeho
počátků
každý GIS datový model
obsahuje více témat pro
stejné geografické území
každé téma je nezávislé a
může být editováno a
používáno samostatně
nezávislá témata jsou ale díky
prostorové referenci
zobrazitelná pomocí
překrývání (sendvič)
jinou výhodou společné
prostorové reference je
použití GIS analýz (overlay),
které vytváří informace o
vzájemném vztahu vrstev
37 Fakulta přírodovědně-humanitní a
pedagogická, Technická univerzita v Liberci
38. 10 doporučených kroků tvorby databáze
Identifikuj a popiš produkt, který budeš pomocí GIS vytvářet a
konceptuální návrh
1.
spravovat
2. Identifikuj klíčové tematické vrstvy
3. Definuj měřítkové rozsahy a prostorové rozlišení pro každou
tematickou vrstvu
4. Seskup jednotlivé vrstvy do datových sad
logický
návrh
5. Definujte strukturu tabulek a jejich chování
6. Definujte prostorové vlastnosti datové sady
7. Návrh designu geodatabáze
Implementuj, vytvoř prototyp, ověřuj
fyzický
8.
návrh
9. Definuj pravidla pro správu datového modelu, zodpovědnost za
správu každé tematické vrstvy/datové sady, datové toky
10. Zdokumentuj návrh (design) tvé geodatabáze
38 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci
39. Konceptuální návrh
1. Identifikuj a popiš produkt, který budeš pomocí GIS
vytvářet a spravovat
udělej průzkum zdrojů map a dat, analytických modelů,
požadavků na datový model
2. Identifikuj klíčové tematické vrstvy
specifikuj použití mapy, prostorovou reprezentaci, zdroje dat,
mapová měřítka, symbologii, anotace
definuj základní (klíčové) tematické vrstvy – např. základní
topografie, administrativní jednotky apod.
3. Definuj měřítkové rozsahy a prostorové rozlišení pro
každou tematickou vrstvu
vyber vhodnou třídu prvků pro měřítko, rozlišení rastru
4. Seskup jednotlivé vrstvy do datových sad
39
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
40. logický návrh
5. Definujte strukturu tabulek a jejich chování
rozhodni o polích atributů, specifikuj platné
hodnoty, aplikuj subtypy
6. Definujte prostorové vlastnosti datové sady
definuj sítě pro spojené systémy, definuj
topologická pravidla
7. Návrh designu geodatabáze
rozhodnutí, studium příkladů
40
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
41. fyzický návrh
8. Implementuj, vytvoř prototyp, ověřuj
na základě návrhu designu vybuduj
geodatabázi, importuj data, testuj
9. Definuj pravidla pro správu datového
modelu, zodpovědnost za správu každé
tematické vrstvy/datové sady, datové toky
každá vrstva má své
zdroje, přesnost, metadata, dostupnost
10. Zdokumentuj návrh (design) tvé geodatabáze
použij kreslení, diagramy a zprávy
41
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
42. Podpora ESRI: datové modely
http://support.esri.com/index.cfm?fa=downloads.dataModels.gatewa
y
42
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
43. Vstup dat
43
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
44. Pořizování dat
vstupní podmínky:
DBMS
databázová struktura
náklady na pořízení dat
45. Zdroje dat
1. vstup z klávesnice
2. měření
3. digitalizace obrazových a mapových dat
4. převzetí stávající databáze nebo její části
46. Zdroje dat
1. vstup z klávesnice: tabulky, seznamy, měkká data
2. měření: bodová (geodetická, hygienická), plošná
(obrazová – DPZ)
3. digitalizace obrazových a mapových dat: mapy a
fotografie
4. převzetí stávající databáze nebo její části
47. Problémy spojené s přebíráním dat
nutné posoudit:
zdroj dat pro tvorbu použité mapy
vnitřní přesnost použitých dat
způsob interpretace dat
atd.
48. Klávesnicový vstup dat
popisná data: terénní sběr
nutné stanovit prim. klíč
nutné předem stanovit zjišťované atributy
možné využít notebook, PDA
polohová data: GPS, geodetické zaměření
z bodových dat lze interpolací získat liniové a plošné
49. Mapy a fotografie
digitalizace:
ruční (on screen, digitalizační stůl)
skenování
50. VÝHODY
SKENOVÁNÍ RUČNÍ DIGITALIZACE
Jednoduché provedení
Levné vybavení
Rychlé
Nevyžaduje velkou kvalitu předlohy
Nevyžaduje dlouhý výcvik
Menší objemy dat
Automatizované, méně pracné
NEVÝHODY
SKENOVÁNÍ RUČNÍ DIGITALIZACE
Zdlouhavé
Drahé vybavení Únavné
Vyžaduje kvalitní předlohu Kvalifikovaná obsluha
Produkuje velké objemy dat Ruční kódování
Nutná dodatečná editace
51. Použití existujících dat
mapové podklady rastrové a vektorové
zdroje:
dle regionální úrovně
dle tématu
komerční a veřejný sektor
52. NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 430/2006 Sb.
Nařízení o stanovení geodetických referenčních systémů a státních
mapových děl závazných na území státu a zásadách jejich používání
SMD:
- celé území státu
- kvalita díla
- výrobu a aktualizaci hradí stát, dílo je garantováno státem
- jsou k dispozici v analogové (papírové) a digitální formě
- digitální forma rastry i vektory
- nejvýznamnější ZABAGED, DKM
Tematické SMD:
- tematické díla na celé území státu nad podkladem SMD
53. STÁTNÍ MAPOVÁ DÍLA
1. katastrální mapa (mapa velkých měřítek)
2. Státní mapa 1: 5 000 (mapa velkých měřítek)
3. Základní mapa České republiky (mapy středních
měřítek) v měřítcích 1: 10 000, 1: 50 000, 1: 100 000 a 1:
200 000
4. Topografická mapa
v měřítcích 1: 25 000, 1: 50 000 a 1: 100 000
5. Vojenská mapa České republiky
v měřítcích 1: 250 000 a 1 :500 000
54. ZABAGED
= základní báze geografických dat
formát GIS
správcem Zeměměřický úřad, autorská práva vykonává ČÚZK
digitální topografický model území ČR, v podrobnosti a kladu
listů ZM 10
obsah tvoří 106 typů geografických objektů v 8 kategoriích a
skládá se z polohopisu 2D a výškopisu 3D
obsahuje informace o sídlech, komunikacích, rozvodných sítích
a produktovodech, vodstvu, územních jednotkách a chráněných
územích, vegetaci a povrchu a prvcích terénního reliéfu.
55. OBSAH ZABAGED
a) výškopis
prostorový 3D soubor vrstevnic umožňující tvořit digitální model
reliéfu
b) polohopis
2 části
Vektorová část – topologické relace objektů
Popisná část – kódy a názvy objektů, atributy (část přebírána od
odborných správců)
56. VZNIK ZABAGED
vznik 1995-2001 skenováním a vektorizací ZM 10
+ 2001-2004 doplněny budovy, bezešvost, další atributy
+ 2001-2005 (paralelně) celoplošná 1. aktualizace
zpřesnění polohopisu, revize a doplnění atributů
využito fotogrammetrie + terénní šetření
2005-2006 nová správa ZABAGED
následně plán. aktualizace v 3letých cyklech (s využitím
barevných ortofotografií a leteckých snímků)
57. ZABAGED
souřadný systém: JTSK (primárně), WGS 84, S 42 + výškový systém Bpv
GEONAMES – doplněk ZABAGED, databáze názvosloví ze ZM 10
dle novely zeměměřického zákona jsou data ZABAGED a mapové služby
ZABAGED poskytovány správním úřadům, soudům a orgánům veřejné
správy pro výkon jejich působnosti v územním rozsahu jim příslušném
bezplatně
58. TOPOGRAFICKÁ MAPA
mapové dílo pro vojenské účely
pakt Varšavské smlouvy souřadnicový systém S-42, Krasovského
referenční elipsoid, Gauss-Krügerovo zobrazení a výšky Bpv
v rámci začlenění do NATO přechod do jejich standardů na WGS 84
veřejnost užívá až dnes
A) turistické mapy KČT 1: 50 000 – jako papírové mapy
B) DMÚ 1: 25 000 – jako digitální model území
klad a označování listů vychází z Mezinárodní mapy světa 1 : 1 000 000
59. DIGITÁLNÍ MODEL ÚZEMÍ DMÚ 25
správcem je Vojenský topografický ústav (VTOPÚ) v
Dobrušce
autorská práva k tomuto dílu spravuje Generální štáb
Armády ČR
vektorová databáze topografických informací o území,
která odpovídá vojenským topografickým mapám
1:25000 označovanými TM25
obsahuje 7 tematických vrstev:
vodstvo, sídla, komunikace, vedení sítí, hranice a
ohrady, rostlinný a půdní kryt a terénní reliéf.
60. DIGITÁLNÍ MODEL ÚZEMÍ DMÚ 25
nabízena v S-JTSK, S-42 i WGS 84
poskytována ve formátech ArcInfo coverage, ArcInfo Library a
ESRI shapefile
Polohová přesnost v rozmezí 0,5 m - 20 m podle třídy
objektu.
Aktualizace plošně s frekvencí 1× za 5 let.
bezešvý digitální model ČR s mírným přesahem přes státní
hranici (na rozdíl od ZABAGED)
nabízena rovněž méně podrobná databáze- DMÚ-200.
61. ORTOFOTOSNÍMKY (ortofota)
= kolmé letecké snímky, u kterých byla odstraněna zkreslení odchylkou osy
kamery od svislice při náklonu letadla i zkreslení z fotografování terénu s
velkými výškovými rozdíly
• není SMD ve smyslu nařízení vlády
k dispozici Digitální barevné ortofoto ČR od ČÚZK (georeferencované
rastry)
snímkování probíhá ve 3letých cyklech (pásmo západ, střed a východ)
2007 je nalétáváno pásmo střed, kde je i LK
Měrná jednotka: 1 mapový list v kladu SM 1:5 000 ( 5 km2 )
Rozlišení: velikost pixelu 0,5 m
ortofota od soukromých subjektů např. firmy GEODIS
větší rozlišení, ortofota na objednávku vyšší cena
62. Zdroje dat pro popis vybraných
složek životního prostředí
62
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
63. Geologické prostředí
státní geologickou službu zajišťuje Česká geologická
služba (ČGS) a Geofond
největší databáze geologických dat na území ČR
www.geology.cz
digitální mapy 1:50 000, 1:25 000
registr skládek
narušená území
konfliktní území
mapy: půdní, geochemické reaktivity
hornin, geofaktorů
GeoČR500, SHP, TIFF
63
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
64. Geofond
databáze
vrtů (sondy, odkryvy apod.)
hydrologických objektů
poddolovaných území
hlavních důlních děl
starých důlních děl
sesuvů a jiných svahových deformací
Surovinový informační systém
databáze ložisek nerostných surovin
chráněných ložiskových území
dobývacích prostorů
64
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
65. dostupnost kompletních informací na webu
organizací
WMS Geoportal.cenia.cz
65
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
66. Georeliéf
Využití existujících produktů
digitální modely terénu Armády ČR (DMR-1, DMR-2, DMR-2,5, DMR-
3, přesnost 3–15 m)
digitální model terénu Geodis Brno, přesnost 1 m, produkt DSM (DMT
spolu s modely budov a vegetace, informace o výšce umělé
překážky, http://www.geodis.cz/produkty/digitalni-model-terenu-cr)
Využití dat z radarových měření DPZ (radarová
interferometrie) pro získání podrobného DMT
výhody: podrobnost, globálnost (ve smyslu velkých územních
celků)
nevýhody: pořizovací cena
produkty:
DEM25: družice ERS1 a ERS2, Aero-sensing
Radarsysteme, výšková data v kroku 25 m, absolutní přesnost
1 m v rovinách a 5–7 m v členitém terénu
DEM10: obdoba
zdroj: http://www.intermap.com/
66
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
67. Tvorba DMT z vektorových dat
mass points: ZABAGED, soubor vrstevnic základných a
doplňkových (zesílených), zdroj ČÚZK, vrstevnice po 2
m, dosažitelná přesnost DMT dle odborné literatury 1–3
m; nevýhoda: přerušované vrstevnice
hard points: Databáze bodových polí ČR (ČUZK)
hard lines: DIBAVOD
67
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
68. Půda
Syntetická půdní mapa ČR 1 : 200 000
VÚMOP, v roce 1993
Půdní mapy ČR 1 : 50 000
(rastrové obrazy)
celostátní databáze BPEJ (bonitovaných půdně-
ekologických jednotek),
formát Microstation
správce dat:
Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy (VÚMOP,
www.vumop.cz)
Půdní mapa AOPK ČR (portal.nature.cz, vektor 1:50
000)
68
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
69. BPEJ
dle vyhlášky Ministerstva zemědělství ČR č. 327/1998 Sb.
charakterizovány klimatickým regionem, hlavní půdní
jednotkou, sklonitostí a expozicí, skeletovitosti a hloubkou
půdy.
pětimístný číselný kód BPEJ stanovuje dle uvedené vyhlášky,
resp. jejích příloh:
charakteristiku půdní jednotky (příloha č. 2 k vyhlášce č. 327/1998
Sb.) a
charakteristiku skeletovitosti a hloubky půdy (příloha č. 4 k
vyhlášce č. 327/1998 Sb.).
shromažďovány jednotným přístupem pro celé území ČR
v celostátní databázi BPEJ
pro Ministerstvo zemědělství ČR zajišťuje jím zřizovaný
Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy (VÚMOP)
vyhláška Ministerstva zemědělství ze dne 15. prosince 1998,
kterou se stanoví charakteristika bonitovaných půdně
ekologických jednotek a postup pro jejich vedení a aktualizaci
69
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
70. Vodstvo
pro datový model jsou důležité informace o:
podzemních vodách
hydrogeologickém podloží
kvalitě podzemních vod
množství podzemní vody
povrchových vodách
rozmístění vodních toků a vodních ploch
kvalitě a množství povrchových vod
využití podzemní a povrchové vody (odběr pro účely zásobování
obyvatelstva pitnou vodou, užitková voda, povrchové vody využívané
ke koupání, povrchové vody trvale vhodné pro život a reprodukci
původních druhů ryb a dalších vodních živočichů)
ochraně povrchové a podzemní vody
chráněné oblasti přirozené akumulace vod (CHOPAV)
ochranná pásma vodních zdrojů (ochranná pásma I. a II. stupně)
ochranná pásma přírodních léčivých zdrojů
povodňových rizicích (záplavová území x-leté vody, suché poldry)
70
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
71. Vodstvo – zdroje informací a dat
Zákon č.254/2001 Sb., zákon o vodách a o změně
některých zákonů (vodní zákon)
Zákon č. 164/2001 Sb., o přírodních léčivých zdrojích,
zdrojích přírodních minerálních vod, přírodních léčebných
lázních a lázeňských místech a o změně některých
souvisejících zákonů (lázeňský zákon)
71
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
72. ISVS-VODA
Základní databází spravovanou ministerstvy zemědělství a životního
prostředí je Informační systém veřejné správy ve vodním
hospodářství (ISVS-VODA). Úkolem informačního systému je
podávat jednotné informace o vodním hospodářství v České
republice, spravován je mezirezortně ministerstvy životního prostředí
a zemědělství. Struktura a rozsah údajů zahrnutých do ISVS-voda
včetně mapových a tabulkových dat je stanoven vyhláškou č.
391/2004 Sb. (Vyhláška č. 391/2004 Sb., o rozsahu údajů v
evidencích stavu povrchových a podzemních vod) takto (§ 1):
1. vodních toků a jejich povodí, hydrogeologických rajonů a vodních
nádrží,
2. vodních útvarů včetně silně ovlivněných vodních útvarů a umělých
vodních útvarů,
3. množství a jakosti povrchových a podzemních vod, stavu vodních
útvarů a ekologického potenciálu silně ovlivněných a umělých
vodních útvarů,
4. odběrů povrchových a podzemních vod, vypouštění odpadních a
důlních vod a akumulace povrchových vod ve vodních nádržích,
72
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
73. 5. oblastí povodí,
6. chráněných oblastí přirozené akumulace vod,
7. ochranných pásem vodních zdrojů,
8. zdrojů povrchových a podzemních vod, které jsou
využívány nebo u kterých se předpokládá jejich využití
jako zdroje pitné vody,
9. citlivých oblastí,
10. zranitelných oblastí,
11. oblastí povrchových vod využívaných ke koupání,
12. povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale
vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb a
dalších vodních živočichů,
13. vodních děl k vodohospodářským melioracím pozemků,
14. záplavových území.
73
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
74. Zdroje dat
Data ve vektorovém digitálním formátu (ESRI SHP) jsou dostupná zdarma
v podobě Digitální báze vodohospodářských dat (DIBAVOD). Jedná se o
tematickou vodohospodářskou nadstavbu ZABAGEG v referenčním měřítku
(s polohovou přesností) 1 : 10 0000. Databázi spravuje Výzkumný ústav
vodohospodářský T. G. Masaryka (VÚV T. G. M., www.vuv.cz/oddeleni-gis/).
Informace a data ISVS-VODA jsou dostupné online na
http://www.voda.gov.cz/portal/.
Centrální evidence záplavových území je vedena v oddělení geografických
informačních systémů VÚV TGM Praha jako součást geografické databáze
DIBAVOD.
Data GIS v rastrovém formátu jsou dostupná službou WMS z Portálu veřejné
správy ČR (portal.gov.cz).
Informace a data o povrchových a podzemních vodách byly revidovány a
zpřístupněny v rámci Registru chráněných území pro potřeby státní správy
projektem VaV/650/2/03 (Dostupné z:
<http://www.ochranavod.cz/dokumenty/reg_chru_souhrnna_zprava_2003_0
6.doc>).
webová mapová služba
74
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
75. Biota a krajina
charakteristiky:
přírodní stanoviště, biotop (dle: Katalog biotopů České
republiky (Chytrý, Kučera, Kočí, eds. 2001)),
výskyt ohrožených druhů rostlin a živočichů (památných
stromů),
hnízdiště ptáků,
typ územní ochrany ve smyslu zákona o ochraně přírody
a krajiny,
kategorii lesa a další charakteristiky lesa
75
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
76. zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny
ve smyslu pozdější změny č. 218/2004 Sb. (změna
zákona o ochraně přírody a krajiny a dalších zákonů)
76
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
77. Zdroje dat
Vrstva mapování přírodních biotopů (VMB) - stav k
roku 2006
AOPK
portal.nature.cz
77
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
78. Zdroje dat
Ústřední seznam ochrany přírody (ÚSOP)
Agentura ochrany přírody a krajiny (AOPK ČR) vede
podle vyhlášky č. 395/1992 Sb.
základní závazná evidence a dokumentace zvláště
chráněných území ve smyslu § 42 zákona č.
114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, v platném
znění
součástí:
Sbírka listin ÚSOP
Digitální registr ÚSOP
ukládá, archivuje a zpřístupňuje základní popisné údaje o
objektech ÚSOP v digitální podobě
78
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
79. http://drusop.nature.cz
http://portal.nature.cz
WMS: geoportal.cenia.cz
WFS: portal.nature.cz
79
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
80. Zdroje dat - lesy
Zdrojem dat o lesích České republiky jsou výstupy
Národní inventarizace lesů (NIL)
vedené Ústavem pro hospodářskou úpravu lesa
(ÚHUL).
mapové výstupy oblastních plánů rozvoje lesů
(OPRL) v měřítku 1:10 000, příp. 1:50 000
ÚHUL poskytuje data prostřednictvím mapového
serveru, data GIS jsou distribuována jako standardní
WMS služba
80
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
81. Ovzduší
makroklima: staniční síť ČHMÚ
www.chmi.cz
Informační systém kvality ovzduší (ISKO),
www.chmi.cz/uoco
REZZO – Registr emisí a zdrojů znečištění ovzduší
(v souladu se zákonem č. 86/2002 Sb.
4 kategorie (REZZO 1-4)
součást ISKO
81
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
82. Zdroje dat pro popis vybraných
složek socioekonomického
prostředí
82
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
83. Obyvatelstvo
SLDB – údaje o struktuře obyv., domácností,
struktuře a vybavenosti domovního a bytového fondu
ČSÚ
Statistický lexikon obcí – za ZSJ
Veřejná databáze VDB ČSÚ, http://vdb.czso.cz/vdb
retrospektiva 1869-2001, výjimka 1940
data trhu práce: úřady práce
Centrální registr obyvatel, Ministerstvo vnitra ČR
statistické údaje o žijících osobách, zemřelých osobách
nejčetnější jména a příjmení v ČR
statistický přehled o počtu občanů ČR a cizinců v evidenci
s trvalým pobytem
83
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
84. Zdravotnictví
Národní zdravotnický informační systém (NZIS)
Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR
patří sem:
Národní registr hospitalizací
Národní registr rodiček
Národní registr novorozenců
Národní registr vrozených vad
Národní registr potratů
Národní onkologický registr
84
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
85. Zdravotnictví
Registry hygienické služby
krajské hygienické správy
ARI – Registr akutních respiračních infekcí
PiVo – Registr pitné vody
85
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
86. Sídla
krom SLDB dále
Registr územní identifikace, adres a nemovitostí
MPSV ČR
Informační systém katastru nemovitostí (ISKN)
Registr sčítacích obvodů
86
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
87. Průmysl, zemědělství
SLDB 1991, 2001
ČSÚ: OKEČ (odvětvová klasifikace ekonomických
činností)
Registr ekonomických subjektů
Agrocenzus (1995, 2000, 2005) – zemědělská
sčítání, ČSÚ
Definitivní údaje o sklizni zemědělských plodin
ČÚZK, Katastr nemovitostí
Výzkumný ústav zemědělské ekonomiky (VUZE.
www.vuze.cz), databáze vymezující zemědělské
výrobní oblasti
Státní zemědělský intervenční fond (SZIF): Seznam
příjemců hlavních dotací z fondů EU
87
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
88. Centrální registr dotací (CEDR): statní rozpočet
1999-2004, podíl dotací směřujících do zeměd.
aktivit v jednotlivých obcích
88
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
89. Doprava
Ředitelství silnic a dálnic, ŘSD, www.rsd.cz
databáze:
uzlový lokační systém
neproměnné parametry
Celostátní sčítání dopravy 2005
89
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
90. Cestovní ruch a kultura
ČSÚ:
kapacity objektů cestovního ruchu
příjezdy zahraničních návštěvníků
Agentura regionálního rozvoje
rejstříky kulturních zařízení, Ministerstvo kultury ČR,
www3.mkcr.cz
Národní památkový ústav
??
90
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
91. Školství
MŠMT
evropské srovnání: EURYDICE, www.eurydice.org
Ústav pro informace ve vzdělávání (UIV)
výběr z adresáře škol a školských zařízení
http://founder.uiv.cz/registr/
91
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
93. Údržba geometrických dat
změna formátu:
při vkládání dat do db je někdy třeba změnit formát
souboru s daty na formát, který je db požadován
menší problémy u rastrových dat
většinou se musí upravit hlavička
94. DATOVÉ FORMÁTY
• Formáty pro rastrová data
- komprese = zmenšení velikosti datových souborů rastru x
není zmenšení velikosti rastru !
a) ztrátová komprese – zmenšuje na úkor kvality
b) bezeztrátová komprese
typy komprese (LZW, Packbits)
JPEG (.jpg) – nejrozšířenější, ztrátová komprese, klasika v
digi fotografii
TIFF (.tif) – často využívaný pro rastry v GIS (ortofota), + .tfw
(umisťovací soubor)
microsoft BMP (.bmp) – široká podpora, velké soubory
GIF (.gif) – bezeztrátová komprese LZW
PNG (.png) – vylepšuje chyby GIF
95. editační funkce polohových dat:
nově pořízená data vždy obsahují chyby (nenapojené
čáry, chybějící body atd.)
potřeba aktualizovat data a kontrolovat jejich kvalitu
základní úpravy geometrických dat – odstraňování a
opravování chybných souřadnic, vkládání nových
souřadnic
urovnávací funkce – odstranění drobných rozdílů
v poloze dat podle přesnější šablony – odstranění štěpin
– ruční i automatické techniky
napojení linie, body, polygonu – snapping
navázání hran - při spojení souborů ze sousedních
území (mapových listů) – čáry na sebe přesně
nenavazují
vytvoření topologických vazeb
96. Generalizace
za účelem generalizace a snížení objemu dat – u čar
chceme snížit počet bodů, které jí popisují
různé metody – vynechání každého n-tého bodu
nebo použití koridoru (koridor ve směru prvního
vektoru, kde čára opustí koridor, přidá se další bod,
ostatní jsou vynechány, atd.)
některé jednoduché tvary čar se dají ukládat jako
kombinace matematických funkcí (přímka,
kuželosečka atd.) – výsledná funkce aproximuje tvar
čáry – křivítková (spline) funkce
97. geometrické transformace
ztotožnění – chceme mít data v jiném
souřadnicovém systému; musíme porovnávat dva
soubory (řídící a podřízený); transformace pomocí
vlícovacích bodů – jejich souřadnice se odečtou
v obou souborech a použijí se pro stanovení
transformační funkce
použití kontrolních (vlícovacích) bodů
u rastrových dat je při porovnávání souborů navíc
nutné dodržet shodnou velikost a tvar buněk – pokud
tomu tak není, musí se provést převzorkování –
změnit rozměr a velikost pixelu u jednoho souboru
98. Údržba atributů:
editační funkce atributů:
odstranění, změna atributu
převzetí dalších popisných dat – funkce na připojení
souborů (prim. klíč)
99. Zdroje chyb v GIS
chyby jsou součástí dat; nelze je vyloučit, ale je
nutné umět s nimi pracovat a mít je pod kontrolou -
každý datový soubor je zatížen chybou
chyba je hlavním určujícím faktorem kvality na
úrovni dat i databáze
snaha o co nejmenší chybu nemusí být vždy
ekonomicky efektivní (velikost chyby a cena za
vytvoření a spravování databáze jsou v protiváze)
101. Chyby při sběru původních dat:
terénní měření – chyba způsobené technickými
parametry přístroje, způsobem jeho obsluhy nebo
nepřesnostmi při zápisu naměřených hodnot
chybná analýza družicových dat – interpretace
druž. dat obsahuje chyby v klasifikaci a ve stanovení
polohy hranic tříd
chyby při vytváření map a vrstevnic
102. Chyby převzatých dat (map):
nepřesnosti v poloze objektů (posun železnice
vedle silnice atd.)
chyby vyplývající s použití map různých měřítek –
způsobí neprovázanost databáze
zastaralost dat
chyby v popisu mapy
103. Chyby při pořizování dat
vliv chyby přístroje, operátora (způsobí polohovou
chybu špatnou fixací listu na digitalizačním stole
nebo při vektorizaci)
nepřesnost při vektorizaci nepřesně určených
hranic – chlupaté hranice nahrazeny čárou
chyba v popisných datech při špatném manuálním
zadání hodnoty atributu
zjišťování popisných dat (hodnot atributů) je
zatíženo také např. chybou přístroje, nahodilou
chybou
chybně definované objekty a třídy
104. Chyby při ukládání dat
nedostatečná numerická přesnost počítače
nesprávně použitá komprese dat
chybný výběr formátu dat – vektor x rastr
chyba medií
105. Chyby při užívání dat
převody z vektoru na rastr a naopak
spojování tříd
generalizace
interpolace
nevhodný výběr vzorku pro určení přesnosti
106. Chyby z nesprávného použití výsledku
nesprávné použití výsledku analýzy GIS
nesprávně pochopená informace
107. Metadata
metadata - data o datech ve strukturovaném zápisu
metadata – formální popis dat
108. Metadata
108
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
109. Metadata – důvody k jejich existenci
existují dobré důvody k
vytváření metadat
pozorujte hypotetický User 1 „I'm looking for data on
rozhovor dvou Iowa, do you have any?“
Američanů User 2 „I have some, what exactly
are you looking for?“
User 1 „Data on Iowa's topography“
User 2 „I can give you a 30 m DEM,
will that help?“
User 1 „I think so, can you send it
to me as an e-mail attachment?“
Převzato z Longley, P. (2001). Geographic
Information Systems and Science, p. 144
110. Metadata – důvody k jejich existenci
konverzace v ukázce využití
může vést k dosažení odlišení kvalitních a
výsledku efektivněji nekvalitních dat
použitím zabránění duplicit v
internetu, databází a datech (pokud vím, že
vyhledávacích jazyků data již existují, nebudu
je vytvářet znovu)
podmínkou je, že každá
ekonomický efekt
datová sada (vrstva)
posouzení vhodnosti dat
bude provázena od
pro zvažovaný účel
svého vzniku metadaty
popisující jak okolnosti
jejího vzniku, tak kvalitu
a omezení
111. Standardy metadat
strukturace (tedy Dublin Core Metadata Element Set
požadované
položky zápisu – Title
(název)
Creator
(tvůrce)
Subject
(předmět)
Description
(popis)
pořadí a obsah)
Publisher Contributor Date Type
dána standardy (vydavatel) (přispěvatel) (datum) (typ)
příklad standardu: Format Identifier Source Language
Dublin Core (formát) (identifikátor) (zdroj) (jazyk)
16 základních Relation Coverage Rights Audience
(vztah) (pokrytí) (práva) (publikum)
elementů pro popis
digitálních objektů http://dublincore.org/documents/dces/
112. Standardy metadat
stanoví minimální obligatorní obsah metadat
standard ISO, CEN, FGDC
113. Prostředky pro práci s metadaty
potřebujeme prostředky pro zápis metadat a
vyhledávání v jejich databázích
zápis metadat je možný s pomocí speciálních
aplikací a programů (např. ArcCatalog)
Úkol: prozkoumejte ArcCatalog a jeho nástroje
pro tvorbu metadat. V jakých standardech lze
metadata v ArcCatalogu tvořit?
114. Metainformační systémy
metainformační systémy – metadatové systémy -
poskytující informace o obsahu a kvalitě jednotlivých
geoprostorových databází
umožňují sběr metadat, jejich zobrazení a
vyhledávání dle vkládaných kritérií
přístupné přes veřejná internetová rozhraní nebo
pouze v rámci podnikové sítě (neveřejně)
např. MIDAS, MICKA, ESRI Metadata Explorer
115. Metainformační systémy
https://maps.kraj-lbc.cz/metadata/
http://gis.kraj-jihocesky.cz/metadata92/explorer.jsf
116. Doporučené zdroje k samostudiu
116
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci
117. Doporučená literatura k tématu
Arctur, David, Zeiler, Michael. Designing
Geodatabases. Case Studies in GIS Data Modeling.
ESRI Press, 2004.
Web help ArcGIS 9.3 [online] Dostupné např. z:
http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm
?TopicName=Geodatabase_design_steps
ArcGIS 9: Building Geodatabases Tutorial. Dostupné
z:
<http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/pdf/Buildi
ng_Geodatabases_Tutorial.pdf>
117 Fakulta přírodovědně-humanitní a
pedagogická, Technická univerzita v Liberci
118. děkuji za pozornost
jiri.smida@tul.cz
118
Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci