Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Zapisz jako PDF Udostępnij materiał

Historia GIS

Ludzie zmagali się z brakiem możliwości przedstawienia wielu warstw tematycznych i informacji geograficznych w jednej formie. Próbowano temu zaradzić poprzez wykonywanie i zestawianie wielu kopii mapy, które różniły się między sobą niektórymi elementami. Były to mapy nakładkowe, znane już pod koniec XVIII wieku. Przykładem wykorzystania wspomnianej techniki są mapy ruchów wojsk w bitwie pod Yorktown (1781 r.). Ich autorem był francuski kapitan kartograf Louis Alexandre Berthier (1753–1815). Mapa nakładkowa składała się z mapy bazowej oraz warstw osadzonych na kalkach lub foliach, które przykładane do podkładu dawały efekt przedstawienia wielowarstwowego – model ekspozycji zjawisk tego typu uważany jest za „najbliższego przodka” złożonych obrazowań cyfrowych.

Nazwa GIS (ang. Geographical Information Systems) wprowadzona została w roku 1963 przez angielskiego geografa Rogera F. Tomlinsona (zwanego także „ojcem systemów informacji geograficznej” ) i dotyczyła kanadyjskiego projektu CGIS - Canada Geographic Information System.

Systemy geoinformacyjnegeoinformacjageoinformacyjne w formie oprogramowania zapoczątkowane zostały na Uniwersytecie Harvarda przez profesora Howarda T. Fishera (1903–1979), który po założeniu Harvard Laboratory of Computer Graphics and Spatial Analysis w roku 1964 opracował SYMAP (Synagraphic Mapping System) – pierwszy program służący tworzeniu map w komputerze.

Początek rozwoju omawianych systemów był także momentem inicjacji na ryku komercyjnym firm ESRI oraz Intergraph (pierwotnie M&S Computing), które powstały w roku 1969 i są globalnymi liderami rynku GIS do dziś.

Jednymi z ważniejszych wydarzeń świata GIS, przypadającymi na kolejne dekady XX wieku, były:

  • wprowadzenie na orbitę okołoziemską satelitów Landsat (1972–2013),

  • powstanie GPSGPSGPS (1985 r.),

  • utworzenie cyfrowej mapy świata (1992 r.),

  • powstanie konsorcjum OpenGIS (1994 r.).

Obecnie skok technologiczny umożliwił m.in. wykorzystanie Internetu oraz urządzeń mobilnych do wymiany danych między użytkownikami a administratorami w czasie rzeczywistym. W ten sposób posiadacze smartfonów lub tabletów stali się konsumentami i dostawcami ogromnych ilości informacji zamieszczanych w bazach GIS.

Rozwój, dostępność oraz wykorzystanie nowości technologicznych sprawiają, że systemy informacji geograficznej najnowszej generacji mogą zostać użyte w każdej dziedzinie życia i gałęzi gospodarki, co sprawia, że są nieodzowną częścią codzienności każdego człowieka.

Czym jest GIS?

To systemy informacji geograficznej opisujące przestrzeń geograficzną. Pojęcie to można rozumieć wielorako, najczęściej jednak stosuje się je w celu określenia dziedziny nauki lub typu oprogramowania.

R1UFlrkkJHPKl1
Ilustracja przedstawia definicję systemu informacji geograficznej. Systemy Informacji Geograficznej – SIG (czyli Geographic Information System – GIS) lub Systemy Informacji Przestrzennej – SIP (czyli Spatial Information Systems – SIS). Geoinformacja jest jedną z dyscyplin w zakresie nauk geograficznych łączącą znane metody, teorie oraz poglądy z nowoczesnymi technologiami w celu rozszerzenia możliwości analityczno-interpretacyjnych. Geoinformatyka to dziedzina podobna do geoinformacji, lecz skupiająca się w większym stopniu na rozwoju oprogramowania w oparciu o środki techniczne i regulacje prawne. Oprogramowanie: Systemem informacji przestrzennej nazywa się system pozyskiwania, przetwarzania i udostępniania danych zawierających informacje przestrzenne oraz towarzyszące im informacje opisowe o obiektach wyróżnionych w części przestrzeni objętej działaniem systemu. Definicja systemu informacji przestrzennej według Jerzego Gaździckiego. Źródło: Jerzy Gaździcki, Systemy informacji przestrzennej, Warszawa 1990. W definicji poprzez obiekty należy rozumieć naturalne i sztuczne twory fizyczne (np. drzewa, budynki), ale również wszelkiego rodzaju zjawiska i procesy przyrodnicze, społeczne i gospodarcze. Systemy Informacji Terenowej – SIT bazuje na danych pierwotnych (pochodzących z bezpośrednich pomiarów terenowych lub na podstawie wielkoskalowych zdjęć lotniczych) – dokładność informacji na poziomie map wielkoskalowych (1:5000 i większe). Geographic Information System – GIS bazuje na danych przetworzonych – dokładność informacji na poziomie map średnio i małoskalowych (1:10000 i mniejsze)
Definicja systemu informacji geograficznej
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o., CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Struktura GIS

ZdigitalizowanedigitalizacjaZdigitalizowane modele przestrzeni są produktem siedmiu elementów struktury funkcjonowania systemu geoinformacyjnego (GIS):

R1CsFYmEV4ZUG1
Elementy systemu informacji geograficznej
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o., CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Funkcje i możliwości systemów informacji geograficznej

GIS jest zbiorem praktycznych narzędzi, który znajduje zastosowania w wielu dziedzinach życia. Jego główne funkcje w jednym ze swoich wykładów z przedmiotu SIT i Mapa zasadnicza objaśnił dr inż. Waldemar Izdebski z Wydziału Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej:

Funkcje systemu informacji przestrzennej możemy podzielić na cztery zasadnicze grupy: wprowadzanie danych, zarządzanie danymi, przetwarzanie danych i udostępnianie danych. 

Należy pamiętać, że wykaz dotyczy ogólnie funkcji systemów informacji przestrzennej i w przypadku systemów SIT, ranga poszczególnych funkcji może być bardziej lub mniej znacząca. W szczególności duża szczegółowość danych występujących w SIT powoduje jednocześnie ich dużą zmienność w czasie, co wprowadza konieczność zastosowania specjalistycznych mechanizmów odpowiedzialnych za aktualność danych.

RvVY7FbNijngF
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem abstraktu.
Źródło: Wojciech Drzewiecki, Systemy Informacji Geograficznej, 2004.

Bariery i trudności modelowania przestrzennego

Systemy informacji geograficznej mają wiele zalet, ale również pewne ograniczenia wynikające z próby przeniesienia świata rzeczywistego do wirtualnego. Modele przygotowane przy użyciu narzędzi GIS są tylko uogólnionym obrazem, który przedstawia dane mogące zawierać błędy. Nie ma więc możliwości stworzenia cyfrowej prezentacji, która idealnie odwzorowuje realną przestrzeń.

RTJE4G2Uf7HAD1
Schemat przedstawia praktyczne wykorzystanie gie i es w wybranych branżach. 1. Banki i instytucje finansowe - analiza rozmieszczenia klientów: posiadaczy kont, pożyczkobiorców, itp.; analiza wpływu lokalizacji placówki na jej działalność; ocena penetracji rynku, udziału w rynku, analiza informacji o konkurencji; wspomaganie wyboru lokalizacji placówki; analiza zachowań klientów, badania demograficzne i marketingowe, marketing precyzyjny; udostępnienie klientom możliwości wyszukiwania placówek i bankomatów na interaktywnych mapach w internecie. 2. Telekomunikacja - projektowanie i utrzymanie sieci, marketing, zarządzanie kontaktem z klientem, planowanie lokalizacji stacji bazowych telefonii komórkowej, serwisy usługowe dla telefonii komórkowej. 3. Leśnictwo - inwentaryzacja zasobów, planowanie i zarządzanie, ochrona przeciwpożarowa, walka ze szkodnikami, planowanie udostępniania lasu. 4. Górnictwo - poszukiwanie złóż, zarządzanie infrastrukturą kopalni, monitoring wpływu na środowisko, projektowanie i monitorowanie rekultywacji. 5. Walka z przestępczością - przestrzenna analiza występowania przestępstw, lokalizacja jednostek patrolowych w czasie rzeczywistym. 6. Ochrona zdrowia - studia epidemiologiczne (lokalizacja przypadków zachorowań, zasięgu epidemii, narażenia populacji), optymalizacja rozmieszczenia placówek służby zdrowia, możliwość lokalizacji najbliższej placówki za pomocą internetu czy serwisu komórkowego.
Praktyczne wykorzystani GIS w wybranych branżach.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o., CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Przykłady oprogramowania GIS 1

Darmowe programy: GRASS, Quantum GIS, SAGA GIS, MapWindow GIS, ILWIS, Microdem, Tatuk Free Viewer.

Pozostałe programy: ArcGIS Explorer, Dielmo Open Lidar, DLGV32Pro, FMaps, FWTools, Geographic Explorer, Geoconcept, GeoServer, Guthrie CAD:GIS, gvSIG, Kalypso, MapInfo ProViewer, MSI Viewer, OpenMap, OSSIM, PCI Geomatics, Scanex RDC, uDIG.

Przykładowe serwisy mapowe

  • portal GUGiKGUGiKGUGiK– m.in. państwowy rejestr granic, ewidencja gruntów, plany zagospodarowania przestrzennego

  • Open Street Map – darmowa mapa świata tworzona przez użytkowników

  • ming.com/maps – serwis map drogowych będący elementem wyszukiwarki Bing firmy Microsoft

  • mydrive.tomtom.com/en_gb – mapy drogowe powiązane z nawigacją samochodową TomTom

  • pkt.pl/mapa – ogólnopolska mapa firm

  • zumi.pl – lokalizator firm portalu onet.pl

  • mapa.targeo.pl – mapa dróg Polski

Słownik 1

digitalizacja
digitalizacja

proces przetwarzania materiału analogowego w cyfrowy

generalizacja
generalizacja

zmniejszenie szczegółowości elementów jakościowych i ilościowych na mapach wraz ze zmniejszaniem skali mapy

geoinformacja
geoinformacja

zapisana w formie cyfrowej informacja geograficzna o położeniu, wielkości, kształcie i relacji między obiektami znajdującymi w środowisku geograficznym

GPS
GPS

(ang. Global Positioning System) system nawigacji satelitarnej

grafika rastrowa
grafika rastrowa

obraz przedstawiony na bazie matrycy pikselowej

grafika wektorowa
grafika wektorowa

grafika określona matematycznie, generowana za pośrednictwem obiektów geometrycznych, nie traci jakości przy skalowaniu

GUGiK
GUGiK

Główny Urząd Geodezji i Kartografii

Landsat
Landsat

program pozyskiwania zdjęć satelitarnych powierzchni Ziemi prowadzony przez NASA i USGS

OpenSource
OpenSource

darmowe oprogramowanie z dostępem do kodu źródłowego i możliwością wykorzystania komercyjnego

NASA
NASA

(ang. National Aeronautics and Space Administration) Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej

software
software

oprogramowanie

USGS
USGS

(ang. United States Geological Survey) amerykańska agencja naukowo‑badawcza, działająca w zakresie czterech dziedzin: biologii, geologii, hydrologii i geografii

WFS
WFS

(ang. Web Feature Service) standard udostępniania danych wektorowych w Internecie

WMS (ang. Web Map Service)
WMS (ang. Web Map Service)

(ang. Web Map Service) standard udostępniania danych rastrowych w Internecie