Geografinės informacijos sistemos

Manoma, kad apie 80 proc. visų duomenų gali būti vienaip ar kitaip atvaizduoti erdvėje (valstybės, upės, namai, vamzdynai, tinklai ir t.t.). Erdvinius (geografinius) duomenis apdoroja geografinės informacijos sistemos (GIS).

GIS – tai duomenų bazės (DB), susietos su geografiniais duomenimis. Geografiniu principu pagrįsta informacinė sistema atsirado dviejų programinių technologijų – duomenų bazių valdymo sistemų (DBVS) ir kompiuterinio projektavimo sistemų (CAD – Computer Aided Design) – pagrindu.

GIS operuoja erdvėje koordinuota informacija apie tam tikrą teritoriją (valstybę, miestą ar jo dalį). Darbo rezultatai pateikiami konkrečios teritorijos teminiais (sudarytais iš atitinkamų sluoksnių grupių) žemėlapiais su tam tikromis vietovės charakteristikomis (bruožais).

Geografinius duomenis paprastai sudaro du komponentai: geografinė (erdvinė, geometrinė) ir atributinė (aprašomoji) informacija. Šie komponentai yra glaudžiai susiję, pavyzdžiui, miesto išsidėstymas ir jo užimamas plotas ar gyventojų skaičius, gatvė ir jos pavadinimas ar eismo juostų skaičius ir pan. Todėl iš GIS duomenų bazių galima sužinoti ne tik objekto geografinę padėtį, bet ir nustatyti identifikacijos numerį (kodą), pavadinimą, klasę, tipą ir t.t. Geografinių objektų atributai (aprašomoji informacija) saugomi atributų lentelėse.

Duomenų tipai

Geografiniai duomenys gali būti vektoriniai arba rastriniai.

Vektoriniai duomenys ir yra ta tikroji geografinė informacija, kurios pagrindu atliekami visi su geografine dalimi susiję skaičiavimai. Šie duomenys saugomi kaip koordinačių porų (x, y) rinkiniai (koordinatė z reikalinga kaupiant duomenis trimatėje erdvėje, nors kol kas dažniausiai naudojama dvimatė sistema) ir gali būti šių tipų:

• taškas (viena koordinačių pora), pavyzdžiui, stulpas, medis, telefono automatas;
• linija (tiesės arba lanko atkarpos – bent dvi koordinačių poros), pavyzdžiui, upė, geležinkelis, dujotiekis;
• daugiakampis (uždari užpildyti plotai – mažiausiai trys koordinačių poros), pavyzdžiui, pastatas, ežeras, parkas.

Kartais geografiniams duomenims skiriamas tekstinio tipo sluoksnis (įvairūs užrašai ant „žemėlapio“), nors kiekvieno sluoksnio žymes (dažniausiai objektų pavadinimus) paprastai galima užrašyti automatiškai iš atitinkamų atributų lentelės laukelių.

Rastriniai duomenys – tai nuskaityti žemėlapiai, iš kosmoso darytos nuotraukos ir pan., t.y. paveikslėlio tipo jpg, tif, gif, bmp ir panašių formatų duomenys. Deja, jie tiesiogiai netinka geografiniam apdorojimui, todėl yra keičiami į geografinius objektus (vektorinius duomenis) arba naudojami išsamesniam geografiniam vaizdui formuoti. Pavyzdžiui, ant nuotraukos, darytos iš kosmoso, „uždėjus“ vektorinį vamzdynų sluoksnį, tampa daug aiškesnis vamzdynų išsidėstymas gamtinių vandens telkinių atžvilgiu.

Paveikslėlyje tie patys duomenys atvaizduoti vektoriniu ir rastriniu būdu. Rastrinių duomenų skiltys (celės) paprastai būna mažesnės – tada vaizdas būna kokybiškesnis.

Atvaizdavimo bei redagavimo programos GIS duomenis pateikia sluoksniais (layers), kartais dar vadinamais temomis (themes). Reikiamus sluoksnius galima įjungti, kad jie būtų matomi, o visus kitus išjungti. Atsiradus naujiems objektams, atnaujinamas tik to tipo duomenų sluoksnis arba, jei tokio sluoksnio nėra, kuriamas naujas. Panaši daugiasluoksnė sistema taikoma įvairiose projektavimo programose, taip pat ir AutoCAD. GIS programos gali naudotis ir AutoCAD duomenimis. Galimybė skaidyti informaciją sluoksniais, o vėliau juos sujungti ir kurti įvairius derinius – vienas didžiausių GIS privalumų.

Taikymas

GIS plėtra yra glaudžiai susijusi su įvairiomis gamtos, socialinių ir inžinerinių mokslų disciplinomis: geografija, kartografija, statistika, demografija, civiline inžinerija, hidrografija, nuotoliniais tyrimais, geodezija ir t.t. Informacinės sistemos (taip pat ir GIS) yra būtina ekonominės ir socialinės pažangos sąlyga. Turint tam tikros teritorijos duomenų bazę su daugiasluoksne informacija, galima ją panaudoti bet kokios srities uždaviniams spręsti.

GIS naudojimo sritys:

• Inžineriniai tinklai (elektros, vandens tinklai, dujotiekis, naftotiekis, telekomunikacijos): vamzdynai, laidų linijos, sklendės, stulpai, jungikliai.
• Kelių ir transporto tarnybos: informacija apie kelių (geležinkelių) tinklą, būklę, kelių ženklus, avarijas, automobilių judėjimo stebėjimas, optimalaus maršruto (iš taško A į B) skaičiavimas.
• Teritorinis planavimas: teritorijos plėtros planai, teritorijų apsauga, žemės kadastras, turto apskaita, želdiniai ir kt.
• Žemės ūkis: pasėlių analizė, būsimo derliaus modeliavimas, trąšų ir chemikalų skirstymas ir t.t.
• Miškininkystė: miškų išsidėstymas, plotų, kurie turi būti iškirsti ar apsodinti, planavimas, tarša ir t.t.
• Kitos sritys: karyba (karinių veiksmų modeliavimas); policija (kriminogeninė statistika), gaisrai, sveikatos apsauga, švietimas, meteorologija, kalnakasyba, verslas, laivyba, aviacija, aplinkos tarša ir t.t.

Šiandien dujų, vandens tiekimo, šilumos, elektros ar telefono tinklai, žemėvaldos, kelių, urbanistikos tarnybos privalo kaupti savo „geografinius“ duomenis. Anksčiau tai būdavo šūsnis popierių (brėžiniai, lentelės), o dabar – skaitmeninės laikmenos, kurios yra daug patogesnės ir universalesnės paieškos, redagavimo, apdorojimo bei kopijavimo atžvilgiu. Ar įsivaizduojate, kaip tai patogu! Matote kompiuterio ekrane miesto X planą su gatvėmis, namais, elektros tinklais, pastotėmis, transformatorinėmis. Parūpo kokia nors pastotė gatvės Y kampe? Spragtelite pele, ir kompiuteris praneša jums pastotės identifikacijos numerį, galingumą, eksploatacijos metus, atsakingo asmens mobiliojo telefono numerį…

Lietuvoje ir pasaulyje

GIS diegiamos valstybinėse ir privačiose įmonėse. Jos padeda tvarkyti, kontroliuoti įmonės darbą, analizuoti rinką, išteklius, klientų poreikius, modeliuoti tolesnę plėtrą.

Pagrindinis Lietuvos žemėlapių tinklalapis www.maps.lt neseniai laimėjo vienos geriausių metų svetainių prizą. Svetainę kūrė bendra Lietuvos ir Islandijos firma „HNIT-Baltic Geoinfoservisas“ (www.hnit-baltic.lt). Panašias sistemas diegia „Kordab“, „Alna“, „InfoEra“, „GIS-Centras“ ir t.t. Pasaulinė GIS programinės įrangos kūrimo lyderė – JAV kompanija „ESRI“. Pagrindiniai jos programų paketai: ArcGIS, ArcInfo, ArcExplorer (nemokamas, skirtas peržiūrai). Daugiau informacijos šia tema galima rasti www.esri.com, www.gis.com.

Orientavimosi pasaulio erdvėje sistema GPS (Global Positioning System), pagal keturių artimiausių palydovų duomenis parodanti, kokiame geografiniame taške esate, tiesiogiai nėra geografinė informacijos sistema, tačiau glaudžiai su ja susijusi. Kai kurių šaltinių teigimu, GPS menkai išvystyta Lietuvoje dėl prastos GIS duomenų bazės. Juk ateities automobiliai, padedami GIS elektroninių žemėlapių, patys galės rasti kelią namo. Pakaks tik įvesti galutinio kelionės taško koordinates ar pasirinkti pavadinimą iš „adresų knygelės“ (kaip abonento vardą mobiliajame telefone) ir ramiai sau miegoti ant priekinės (vairuotojo) sėdynės. Tik retkarčiais pramerkę akį privalėsite pažiūrėti į GIS ekraną, kad pamatytumėte, kiek dar liko iki namų. Žiūrėti į ekraną tikrai reikės, nes nuo televizijos ir kompiuterinių žaidimų visi žmonės bus trumparegiai ir matys ne toliau kaip 5 metrus! O gal ir ne – juk medicinos lygis leis keisti akies lęšiuką su visomis tinklainėmis kas trejus metus…

ArcExplorer

Jei norite išmėginti GIS programinę įrangą, rinkitės ArcExplorer – nemokamą „ESRI“ kompanijos programą paprastai geografinių duomenų peržiūrai. Ją galima atsisiųsti iš svetainės, o kitos nemokamos GIS programinės įrangos – iš www.freegis.org. GIS duomenų sluoksnių galima taip pat gauti iš nemokamų interneto duomenų bazių. Deja, ArcExplorer skirta tik duomenims peržiūrėti.

Straipsnį pateikė Kompiuterija - PC World.