Realizarea Unui Sistem Informatic Geografic Aferent Colectiei Dendrologice In Cadrul Bazei Didactice Arboretum Sylva din Localitatea Gurahont, Judetul Arad

PROIECT DE DIPLOMĂ

Realizarea unui sistem informatic geografic aferent colecției dendrologice în cadrul bazei didactice Arboretum Sylva din localitatea Gurahonț, județul Arad

CUPRINS

CAPITOLUL I

Introducere

1.1.Lucrările topogeodezice din sectorul forestier

1.1.1.Importanța lucrărilor topogeodezice pentru sectorul forestier

În contextul dezvoltării durabile a pădurilor necesitatea utilizării tehnologiilor moderne corespunzătoare sectorului măsurătorilor terestre, pentru suprafețele ocupate cu vegetație forestieră este imperativă. Ca urmare, utilizarea unor tehnologii satelitare și terestre performante, a produselor cartografice corespunzătoare, a imaginilor satelitare de rezoluții ridicate, reprezintă mijloace moderne de studiu și analiză a fenomenului forestier în complexitatea sa.

Având în vedere condițiile speciale, complexe de lucru din cadrul sectorului forestier, lucrările topogeodezice care se realizează în cadrul suprafețelor ocupate cu vegetație forestieră prezintă o serie de particularități specifice.

Principiille actuale de gospodărire și administrare a pădurilor prezintă o serie de probleme, după cum urmează:

determinarea cu precizie a suprafețelor fondului forestier național;

gospodărirea durabilă a fondului forestier;

extinderea fondului forestie național de la 26,7 – 40% prin împăduriri anuale;

aplicarea unor măsuri în vederea realizării unei structuri funcționale;

gospodărirea durabilă în conformitate cu principiul continuității;

cunoașterea pădurilor ca întindere și structură;

asigurarea și menținerea integrității fondului forestier.

Mijloacele clasice de investigare a pădurilor presupun deplasări pe teren, pe termen lung și cu efort fizic având în vedere condițiile eterogene de lucru din teren.

În ultimele decenii s-au pus la punct mijloace moderne de investigare a realității obiective din teren, aparatură geotopografică performantă, metode aerofotogrametrice de ridicare, înregistrări satelitare și aeriene. Ca urmare se pot obține înformații cantitative și calitative referitoare la fondul forestier cu precizie superioară, într-un timp relativ scurt și respectiv cu un efort fizic și economic substanțial redus.

Toate aceste tehnologii sunt dublate de sisteme de calcul pentru culegerea, transferul, prelucrarea automatizată a datelor și interpretarea rezultatelor.

Privitor la primul obiectiv, baza cartografică a fondului forestier național a fost asigurată prin măsurători topografice, finalizate prin planuri mai mult sau mai puțin precise, funcție de aparatura disponibilă. Cu timpul, această aparatură s-a perfecționat, în plus în anii ’40 din secolul trecut s-a conturat metoda aerofotogrametrică, performantă care asigură în același timp o precizie echivalentă ridicărilor terestre, ca randament și eficiență economică, în cazul suprefețelor de teren mari.

În prezent, ridicările geo-topografice se execută cu aparatură performantă, folosind sistemele de poziționare GPS pentru punctele din rețelele geodezice, care pot asigura precizii superioare de poziționare, uneori subcentimetrice. În același timp, pentru rețelele de ridicare și respectiv pentru ridcarea detaliilor se folosesc stații totale, cu un grad ridicat de precizie și automatism, înclusiv stațiile inteligente care reunesc în aceeași unitate elemete de stație totală șirespectiv sistem GPS.

Mai recent, se utilizează scanere cu laser (laser scanner), capabile să poziționeze un nor de puncte din spațiu, cu aplicații directe în sectorul forestier.

În prezent, pe plan mondial, toate ridicările geo-topografice se realizează cu aparatură modernă, dispunând de un mod automat de înregistrare a datelor, de transfer, de prelucrare a datelor în unele situații direct pe teren și raportarea planurilor automatizat, utilizând softuri corespunzătoare, specializate pentru anumite aplicații.

Ridicările geotopografice care conduc la obținerea unor planuri și hărți tematice, reunite într-un sistem cartografic al pădurilor au fost ….. în trecut și sunt indispensabile în prezent pentru o gospodărire rațională, durabilă a pădurilor. Ele servesc în primul rând pentru inventarul fondului forestier național, în vederea menținerii integrității lui și în special pentru amenajarea pădurilor, pentru proiectarea parcelarului, pentru amenajarea bazinelor hidrografice, pentru proiectarea instalațiilor cu cablu, pentru proiectarea înstalațiilor de transport, pentru amenajarea fondurilor de vânătoare și pescuit, pentru cadastru forestier, pentru implementarea sistemului informatic geografic G.I.S. aferent sectorului forestier și pentru altele.

1.1.2.Importanța ridicărilor topogeodezice pentru sectorul forestier din România

În prezentul referat se analizează oportunitatea și necesitatea implementării fără echivoc a tehnicilor și tehnologiilor moderne de realizare a lucrărilor topogeodezice din cadastru forestier.

Lucrarile topogeodezice din cadrul sectorului forestier sunt caracterizate de o complexitate și respectiv de o diversitate ridicată (fig. 1.1) și se pot ierarhiza dupa cum urmează:

-ridicări pe suprafețe mari;

-ridicări pe suprafețe restrânse

Ridicările pe suprafețe mari se realizează în scopul identificării, poziționării și determinării fondului forestier, aspecte care sunt necesare desfășurării activităților din cadrul gospodăriei silvice.

Ridicările pe suprafețe restrânse deservesc o serie de activități specifice, respectiv anemajarea pădurilor, proiectarea instalațiilor de colectarea materialului lemnos, proiectarea instalațiilor de transport, corectarea torenților, ameliorarea terenurilor degradate, amenajarea fondurilor de vânătoare, cerecetare științifică, etc. În contextul aplicării legilor referitoare la refacerea dreptului de proprietate asupra terenurilor acoperite cu vegetație forestieră, în funcție de o serie de aspecte se realizează ridicări atât pe suprafețe mari cât și pe suprafețe restrânse.

Oportunitatea modernizării lucrărilor topogeodezice în sectorul forestier prezintă o serie de premise, cum ar fi:

-Necesitatea planurilor actualizate, la zi și de calitate corespunzătoare, în vederea realizării studiilor de amenajare a pădurilor în condiții optime;

-Reactualizarea planurilor fotogrametrice și realizarea lor în sistem digital, lucru care permite o gestionare optimă a acestora, respectiv reactualizarea, arhivarea acestora și realizarea unor baze de date aferente sistemelor GIS, utilizand softuri adecvate pentru realizarea acestor probleme;

-Realizarea unei evidențe clare și unitare la nivel de țară a suprafețelor ocupate cu vegetație forestieră care au fost cedate proprietarilor, în vederea asigurării integrității fondului forestier, indiferent de deținători;

-Introducerea cadastrului general și respectiv a cadastrului forestier conform Legii 7/1996 dacă va fi necesar, presupune obligatoriu întocmirea de planuri cadastrale moderne, digitale și respectiv realizarea GIS-ului aferent cadastrului general și implicit cadastrului forestier;

-Amplasarea suprafețelor de probă din cadrul sistemului europen și respectiv național de monitoring forestier.

Lucrările geo-topo-fotogrametrice aferente sectorului forestier sunt prezentate în fig. 1.

Odată cu aderarea țării noastre la Comunitatea Eoropeană necesitatea implementării tehnologiilor moderne de realizare a lucrărilor topogeofotogrametrice este imperativă.

Ca urmare, din considerente de ordin tehnic și economic sunt necesare a fi respectate o serie de condiții obligatorii, după cum urmează:

-Asigurarea unității lucrărilor geo-topo-fotogrametrice și integrarea rapidă a celor ulterioare în cadrul rețelei geodzice europene generic denumită EUREF prin intermediul rețelei geodezice naționale GPS;

-Produsele finale, planurile și hărțile să fie realizate în format numeric și digital, aspect ce permite o gestionare optimă a acestora;

-Calitatea produselor finale obținute, respectiv conținutul și preciziea hărților și planurilor este superioară în concordanță cu cerințele actuale și de viitor;

Figura 1.1 – Tipuri de lucrări geo-topo-fotogrametrice de interes forestier

(din Boș N., Chițea G., 2005)

-Evitarea suprapunerii lucrărilor prin implementarea unor tehnologii moderne în ceea ce privește realizarea lucrărilor topogeodezice, în vederea introducerii cadastrului general și implicit a cadastrului forestier, realizand o eficientă economică considerabilă, eliminand astfel o serie de cheltuieli inutile.

Pentru modernizarea lucrărilor topogeodezice din cadrul sectorului forestier este necesară satisfacerea a doua probleme:

-baza logistica ( problema de hard si problema de sof);

-problema de personal.

Ca urmare, pentru realizarea obiectivelor stabilite în vederea modernizării lucrărilor topo-geodezice sunt necesare o serie de dotări, după cum urmează:

-aparatură performantă – receptoare GPS,

-stații totale;

-nivele automate;

-camere fotogrametrice digitale performante;

-PC – uri performante;

-softuri adecvate pentru realizarea înregistrării datelor;

-softuri pentru transferul datelor;

-softuri pentru prelucrarea datelor și obținerea produsului final;

-softuri pentru gestionarea produsului final;

-periferice și softurile aferente necesare;

-imagini satelitare de înaltă rezoluție.

Pentru deservirea tehnologiilor necesare modernizării lucrărilor topo-geodezice din cadastru forestier este necesar un personal pregătit corespunzator în acest scop.

În prezentul referat se analizează posibilitatea modernizării lucrărilor pe suprafețe relativ restrânse, (specifice sectorului), realizându-se ridicări utilizând tehnologia GNSS și respectiv lucrări generic denumite convenționale, utilizând stațiile totale.

CAPITOLUL II

Baza de date a fondului forestier

2.1.Sisteme informatice geografice

2.1.1 Definiții

Prima utilizare a termenului Geographic Information System datează din anul 1967 când National Film Board of Canada produce filmul Data for Decision, care are ca subiect “ Canada Geographic Information System” .

Sintagma „Sistem Informatic Geografic" prescurtat SIG, reprezintă una dintre posibilele echivalențe românești pentru "Geographic Information System" (engleza americană) sau „Geographical Information System" (engleza britanică), prescurtat GIS.

În literatura de specialitate pot fi găsite mai multe definiții pentru GIS, reflectând diferitele puncte de vedere din care poate fi privit domeniul respectiv. De exemplu, GIS este definit ca (după Maguire, David J. Goodchild, Michael Rhind, David W., 1991):

– un caz particular de sistem informatic în care baza de date constă din observații asupra unor caracteristici, fenomene sau activități distribuite în spațiu și care pot fi definite ca puncte, linii și suprafețe (după DeMers, M.N., 1997);

– un sistem pentru culegerea, stocarea, verificarea, manipularea, analiza și afișarea datelor care sunt referite spațial față de Pământ;

– un set de unelte pentru colectarea, stocarea, regăsirea, transformarea și afișarea datelor spațiale din lumea reală (după Bernhardsen, T., 1992);

– o tehnologie informațională care stochează, analizează și afișează date spațiale și nespațiale;

– orice set de proceduri manuale sau bazate pe calculator, folosite pentru stocarea și manipularea datelor referite geografic (după Aronoff, 1989).

Se numește Sistem Informatic Geografic, un ansamblu tehnic și organizatoric de persoane, echipamente, norme (reguli) și metode (algoritmi), având ca funcții principale culegerea, validarea, stocarea, a fișarea și prelucrarea datelor geografice.(după Chrisman, Nicholas, 1998)

După cum se poate observa, deși aparent diferite, definițiile de mai sus au în comun obiectivele GIS (culegerea, stocarea, analiza și afișarea datelor geografice sau spațiale).

Conform definiției de mai sus, GIS este un caz particular de Sistem Informatic, în care datele manipulate sunt geografice.

O extindere sau generalizare a definiției de mai sus constă în înlocuirea atributului „geografic" (care, prin prefixul geo, este limitat la spațiul terestru) cu „spațial"„spațial" (care, în principiu, se referă la orice planetă sau satelit al unei planete). În condițiile în care analiza informațiilor necesare luării deciziilor se referă la date geografice, similare cu datele spațiale utilizate pentru reprezentarea terenului, s-au extins rapid în domenii precum resursele naturale, protecția mediului, siguranță publică, analiza riscului unor catastrofe, transporturi, energie, afaceri, etc.

În România primul curs postuniversitar de GIS s-a ținut la Facultatea de Hidrotehnică, Universitatea Tehnică București, în 1994-1995 cu o durată de 18 luni (3 semestre). Suportul de curs a fost asigurat de UniGIS, o asociație de Universități europene din care fac parte: Manchester Metropolitan University, Free University of Amsterdam, University of Huddersfeld, University of Selford, University of Strasburg, etc.

Astăzi GIS – urile sunt folosite într-o multitudine de domenii, acolo unde deciziile organizațiilor mondiale, guvernamentale, militare, locale, ONG – uri, Societăți comerciale, etc. se bazează pe analiza datelor geografice, spațiale, care reprezintă aproape 80 % din datele vehiculate de o anumită instituție.

GIS – ul reprezintă sistemul informatic care cuplează o bază de date ce operează cu obiecte geometrice (spațiale) cu o bază de date care operează cu atribute ale informației conținute în prima bază de date (după Clarke, Keith C., 1997).

– prima bază de date se referă la reprezentări grafice ale terenului, sisteme de coordonate, poziția punctelor caracteristice în raport cu diferite sisteme de referință, etc.

– a doua bază de date este una alfanumerică, care conține tabele în care sunt memorate atributele elementelor grafice memorate în prima bază de date.

– scopul principal al GIS-urilor este analiza și studiul acestor date, a relațiilor ce se stabilesc între ele, pentru obținerea unor informații noi car să fundamenteze procesul decizional

GIS – urile sunt colecții de programe care:

– prelucrează informația geografică conținută de hărți sub aspecte:

– spațiale;

– economice;

– juridice;

– cuplează baze de date tabelare la informația grafică în Sisteme de Gestionarea Bazelor de Date (SGBD);

– asigură module pentru:

– editarea hărților;

– selectare grafică;

– interogări în funcție de criterii multiple;

– legături cu mai multe baze de date;

– dezvoltarea de aplicații proprii care includ facilități GIS.

Fig.2.1.- Sistem Informatic Geografic (GIS)

Un GIS constă în programe (software), echipamente (hardware) și periferice care transformă datele spațiale referite geografic în informații despre amplasarea, interacțiunile spațiale și relațiile geografice ale entităților statice și dinamice ce ocupă spațiu în mediul natural și construit.

-GIS – ul integrează în fișiere speciale ambele seturi de informație grafică și tabelară, permite vizualizarea acestora, interogarea celor două baze de date, realizarea unor analize statistice pe orice set de date, etc.

-de exemplu, un GIS permite localizarea tuturor podurilor din zona reprezentată, sau toate podurile construite dintr-un anumit material sau toate podurile care suportă o sarcină mai mare decât una specificată;

– datorită faptului că reprezentările grafice sunt actualizate continuu, GIS-urile analizează diferențele dintre două hărți realizate la două momente de timp diferite;

GIS reprezintă o colecție organizată de hardware, software, date geografice, și persoane destinată pentru a captura eficient, stoca, analiza, manipula și atașa toate formele de informații referite geografic.

– importanța omului – persoane – informatician și specialist în domeniul de utilizare;

2.1.2.Tipuri de date cu care operează GIS

GIS folosește două categorii mari de date:

– date spațiale, care descriu locul și forma obiectelor geografice și relațiile lor spațiale cu alte obiecte;

– date descriptive despre obiectele geografice numite atribute.

2.1.3.Date si entități spațiale

Dată spațială reprezintă o caracteristică a unei entități spațiale, sau dată geografică, dacă se referă la spațiul terestru.

Entitatea spațială reprezintă orice element material, fenomen, eveniment, natural sau antropic, care poate fi asociat unei anumite poziții determinate în spațiu, entitate geografică, dacă se referă la spațiul terestru.

Conform definiției de mai sus, entitățile spațiale includ o gamă foarte largă de elemente. Astfel, dacă ne restrângem doar la spațiul terestru, sunt entități spațiale, un munte, un ocean, un râu, o conductă de apă, un lac, un baraj, un izvor, un județ, o pădure, un vârf de munte, un stâlp, o parcelă, o clădire, un copac, o fântână, o localitate, o stradă. Tot entități spațiale pot fi: un uragan, un incendiu, un cutremur de pământ, o bătăile între două armate, traseul unui raliu auto, cazurile de apariție ale unei anumite maladii, etc.

Datele spațiale sunt atribute ale entităților spațiale, Astfel, sunt date spațiale: coordonatele unui punct dintr-o rețea geodezică de referință, denumirea unei localități, nivelul apei într-o fântână, populația unei țări, aria unei parcele, numărul de paturi dintr-un spital, diametrul unei conducte, specia unui arbore, materialul din care este realizat un stâlp, data și ora la care a avut loc un anumit accident de circulație, debitul maxim al unui râu, cantitatea medie de precipitații înregistrată de un anumit observator meteo, intensitatea luminoasă a becului unui lampadar, specificul culinar al unui anumit restaurant, etc.

În general, entitățile spațiale și caracteristicile lor sunt reprezentate pe hărți, în acest sens, s-ar putea spune că este entitate spațială orice element care poate fi reprezentat pe o hartă.

2.1.4.Caracteristici definitorii ale entităților spațiale

Datele care caracterizează orice entitate spațială pot fi grupate în mai multe categorii, funcție de tipul de informație pe care îl furnizează, după cum urmează:

Poziția (furnizează informații privind locul unde se află entitatea respectivă). De regulă, poziția este exprimată prin coordonate în diferite sisteme (latitudine și longitudine – într-un sistem global; Nord și Est – într-un plan de proiecție cartografică; X, Y și Z – într-un sistem tridimensional, etc.). Poziția poate fi exprimată și prin alte mijloace, cum ar fi, de exemplu, adresa poștală, care nu au însă caracterul de generalitate și acuratețea coordonatelor. Pe hartă, poziția poate fi determinată prin intermediul caroiajului;

2.1.5 Atribute

Atributele furnizează informații privind ce este entitatea respectivă. Atributele sunt diferite caracteristici sau proprietăți care individualizează o anumită entitate (denumire, dimensiuni, material, număr de locuitori, temperatură, categorie, etc.) În harta analogică, atributele sunt reprezentate prin simboluri (semne convenționale) sau prin inscripții;

De exemplu: drumurile sunt desenate cu grosimi de linii diferite sau colorate în galben, râurile cu linii albastre, suprafețele ocupate de lacuri cu albastru, pădurile cu verde, etc. Fiecărui obiect reprezentat i se atașează o etichetă text cu numele sau alte caracteristici. stfel obiectele geografice reprezentate pot fi afișate simultan cu datele descriptive asociate.

Datele spațiale și datele descriptive sunt stocate de obicei în fișiere diferite, datele spațiale în baze de date spațiale iar datele descriptive în baze de date tabelare.

2.1.6 Relații spațiale

Relații spațiale furnizează informații privind poziția relativă a entității respective în raport cu celelalte entități din spațiul reprezentat, în general, relațiile spațiale ar putea fi exprimate prin adverbe de loc sau construcții adverbiale cum ar fi, de exemplu: ÎN (entitatea oraș București este ÎN entitatea țară România), PRIN (entitatea fluviu Tamisa trece PRIN entitatea oraș Londra), ÎNTRE, PE, LA NORD DE, ÎN STÂNGA (entitatea oraș Giurgiu este situată pe malul STÂNG al entității fluviu Dunărea), etc. Pe hartă, relațiile spațiale sunt deduse prin observarea poziției relative a entităților reprezentate;

Timpul furnizează informații privind momentul în care a fost înregistrată existența entității respective („…de când este…") sau o anumită caracteristică a acesteia (de când este înregistrată, sub forma actuală, entitatea granița României, în ce perioadă a fost valabilă denumirea „Parcul Ioanid", de când parcela cu numărul cadastral 3276 are categoria de folosință „vie'' etc.). Cel mai adesea, timpul este exprimat pe hartă prin data redactării acesteia.

Componentele enumerate de mai sus reprezintă elemente folosite ca operanzi în cadrul diferitelor analize geografice sau spațiale. Pentru a face posibilă automatizarea analizei geografice prin intermediul calculatorului electronic, este necesar ca datele respective să fie exprimate numeric și stocate ca atare.

Puterea unui GIS este dată de legătura dintre cele două tipuri de baze de date și de menținerea relațiilor spațiale dintre obiectele geografice. Se pot accesa informații din baza de date tabelară prin intermediul obiectelor geografice. De exemplu, printr-un click pe un drum reprezentat se afișează informațiile lui descriptive. De asemenea se pot crea reprezentări pornind de la baza de date tabelare, în care sunt stocate coordonatele. Aceasta permite ca prin intermediul datelor descriptive să se poată localiza în reprezentarea grafică drumul corespunzător.

2.1.7 Colecții de date spațiale

Orice sistem informatic, deci și sistemele informat/ce geografice, operează cu date stocate în colecții cu organizări specifice, numite Baze de Date.

Definiție: Baza de date a unui sistem informatic geografic (GIS) este constituită din hărți.

Într-adevăr, harta, ca model al spațiului, poate fi considerată o colecție de date spațiale. În prezent, funcție de modalitatea de stocare și reprezentare a datelor spațiale, pot fi avute în vedere două categorii de hărți (după Cornelius Sarah; Heywood, Ian, 1995):

– harta clasică (sau analogică), desenată pe un suport oarecare (hârtie, carton zincat, glob, etc.), sau chiar reprodusă pe ecranul monitorului unui calculator electronic;

– harta digitală (sau numerică), stocată pe un suport accesibil calculatorului electronic (disc magnetic, disc optic, etc.).

2.1.7.1 Harta analogică

Harta analogică este o colecție de date geografice, organizată după criterii și metode specifice cartografiei.

În același timp, harta analogică este un mijloc de vizualizare a datelor geografice, adică de prezentare a modelului cartografic al spațiului.

Aceste două funcții, îndeplinite simultan de același sistem, determină mai multe caracteristici pe care trebuie să le îndeplinească harta analogică.

Astfel, pentru realizarea funcției de colecție de date, harta analogică trebuie să asigure condiții pentru menținerea integrității unui volum suficient de date, Din punct de vedere practic, menținerea integrității se realizează prin suportul nedeformabil (sticlă, zinc, material plastic special, etc.) și prin măsuri specifice de depozitare și manipulare (umiditate și temperatură constante, rafturi speciale, etc.). Asigurarea unui volum corespunzător de date presupune reprezentarea la scară mare (ceea ce duce la creșterea cantității de foi de hartă necesare pentru reprezentarea unui teritoriu oarecare) și includerea unui număr ridicat de inscripții, grafice și simboluri (ceea ce determină lizibilitatea redusă și dificultăți de percepție a spațiului și entităților reprezentate).

Pe de altă parte, vizualizarea spațiului geografic presupune caracteristici ale hărții analogice contrare celor impuse de funcția de colecție de date. Astfel, realizarea funcției de vizualizare presupune:

– hărți cât mai expresive (inscripții de dimensiuni și forme diverse, grafică ușor lizibilă, culori, etc.),

– conținut care să reprezinte numai aspectele relevante fenomenului studiat la un moment dat (hărți „tematice", din care sunt eliminate detalii nesemnificative pentru tema respectivă),

– hărți ușor de manipulat și transportat (hărți pliabile, deci deformabile),

– un număr cât mai redus de planșe care să acopere teritoriul de interes (deci scară mică).

Harta analogică a jucat un rol deosebit în istoria omenirii și reprezintă încă o sursă inestimabilă de date, căreia este necesar să i se acorde atenția și grija cuvenite.

Primele reprezentări cartografice datează de peste patru mii de ani. Cea mai veche reprezentare cartografică recunoscută ca atare, provine din Mesopotamia și este un fragment dintr-o placă de argilă despre care se presupune că făcea parte dintr-un basorelief care decora unul dintre palatele Babilonului.

Pe măsura înmulțirii călătoriilor de exploatare și a expedițiilor de cucerire, a apărut și necesitatea exprimării poziției prin coordonate și a unei precizii mai ridicate în exprimarea distanțelor.

Principale obiective ale primelor reprezentări cartografice au fost legate de identificarea limitelor teritoriilor deținute sau cunoscute, de identificarea traseelor comerciale și de ducerea războaielor.

Perfecționarea instrumentelor de măsură și a mijloacelor de calcul, observațiile astronomice, călătoriile intercontinentale, au permis stabilirea unor tehnologii specifice de ridicare ale căror principii sunt folosite și astăzi, precum și trecerea la proiecțiile cartografice matematice (după Sabău N.C., Crainic Gh. C., 2006).

În secolul XX știința și arta cartografică au atins nivele dintre cele mai ridicate, atât în ce privește precizia și fidelitatea reproducerii detaliilor, datorate în mare măsură fotogrametriei și teledetecției, cât și în ce privește diversitatea scărilor și modalităților de reprezentare.

2.1.7.2.Harta digitală

Din cele prezentate în paragraful anterior rezultă câteva dintre deficiențele majore ale hărții analogice. La acestea trebuie adăugate dificultățile legate de actualizarea acestora (modificarea unei hărți analogice presupune redesenarea acesteia).

Apariția calculatoarelor electronice a făcut posibilă reconsiderarea modului de stocare și vizualizare a datelor geografice. Pentru aceasta, a fost necesară găsirea de soluții pentru reprezentarea sub formă numerică a tuturor elementelor care caracterizează o entitate geografică: poziția, reprezentată prin coordonate și atributele sau proprietățile entității, reprezentate prin diferite tipuri de date; relațiile spațiale, reprezentate prin intermediul topologiei, timpul). Toate aceste elemente trebuie organizate în forme specifice, astfel încât colecția respectivă să poată fi manipulată prin funcțiile generale ale sistemelor de gestiune a bazelor de date (SGBD). De asemenea, trebuie asigurate condițiile care să facă posibilă realizarea automată (pe bază de program) a analizelor geografice.

S-a ajuns astfel la conceptul de hartă digitală, adică o colecție de date geografice (o bază de date geografice), numită și geodatabase, stocată sub formă numerică în memorii accesibile calculatorului.

În harta digitală, cantitatea de date este limitată numai de capacitatea suportului utilizat pentru stocare (discuri magnetice, CD-ROM, etc.). Actualizarea hărților digitale este extrem de facilă, fiind asigurată prin funcțiile generale ale sistemului de gestiune a bazelor de date (inserare, modificare, ștergere), eventual adaptate și completate pentru a răspunde specificului colecției de date geografice.

Trebuie observat că în harta digitală nu mai are sens noțiunea de scară ("scara" la care sunt stocate datele în harta digitală este de fapt 1:1). Totuși, scara ar putea fi eventual utilizată și în cazul hărții digitale, dar ca expresie a gradului de detaliere și precizie și nu ca raport dintre distanța măsurată pe hartă și distanța din teren. De asemenea, are sens menționarea scării atunci când se extrage un raport grafic (o hartă analogică) pe diferite dispozitive de vizualizare (ecran, plotter, etc.).

În acest concept, funcția de vizualizare (de reprezentare a datelor geografice) este separată de colecția de date, fiind asigurată prin programe de afișare și de tipărire sub formă analogică a informației cartografice.

2.1.7.3.Harta digitală este Baza de Date a oricărui Sistem Informatic Geografic

Trebuie evitată confuzia care se face uneori între harta digitală și o hartă analogică scanată și afișată pe ecranul unui monitor. În ultimul caz este vorba de imaginea unei hărți analogice, pe care nu pot fi realizate analize geografice automate (de exemplu, să se determine traseul cel mai scurt dintre două localități, sau să se afișeze toate hotelurile de 3 stele care mai au locuri libere).

2.1.8.Metadate

În general, atunci când se lucrează cu date, este necesar să existe informații cât mai complete despre acestea, pentru a putea evalua cât sunt de actuale, câtă încredere se poate avea în ele, care este nivelul lor de exactitate, în ce măsură corespund scopului urmărit, etc. În lipsa acestor informații, datele își pierd mult din valoare și pot deveni chiar inutilizabile. De exemplu, o hartă, oricât de exactă și actuală, dar care nu are precizat sistemul de coordonate și datumul (elipsoidul de referință) nu poate fi utilizată pentru determinarea coordonatelor geografice (latitudine, longitudine) ale unui obiectiv.

Fig. 2.2 – Structura metadatelor, conform standardului FGDC-STD-001

Definiție: Se numesc metadate datele care descriu conținutul, calitatea, condițiile de obținere și alte caracteristici ale unui set de date.

Se poate spune că metadatele sunt „date despre date".

Orice set de date trebuie însoțit de metadate.

Necesitatea schimbului de date a impus stabilirea de standarde privind structura și formatul metadatelor. Astfel, în Statele Unite ale Americii, Comitetul Federal pentru Date Geografice (Federal Geographic Data Comittee – FDDC) a elaborat „Content Standard for Digital Geospatial Metadata" Version 2 – 1998. (FGDC – STD – 001 June 1998). Pentru a permite formarea unei idei cât mai clare cu privire la utilitatea și necesitatea metadelor, acest standard este prezentat succint în continuare.

Conform standardului amintit, orice metadate trebuie să aibă conținutul și organizarea ilustrate în figura 2.2.

2.1.9 Date de identificare

Se referă la conținutul setului de date: enumerarea datelor, descrierea generală a scopului în care au fost culese, perioada de timp la care se referă conținutul, întreținerea și frecvența actualizărilor, teritoriul acoperit, cuvinte cheie care reflectă conținutul datelor, restricții de acces, restricții de utilizare legate de proprietatea intelectuală, etc.

2.1.10 Calitatea datelor

Conține o evaluare generală a calității setului de date, incluzând, printre altele: exactitatea identificării entităților, exactitatea valorilor caracteristicilor entităților, consistența logică a datelor (gradul de fidelitate a relațiilor și testele utilizate pentru evaluare), gradul de completență (omisiuni, criterii de selecție, generalizări și aproximări, definiții și reguli utilizate pentru datele derivate), precizia de poziționare în plan și pe verticală, sursele datelor și tehnologia de culegere, instituțiile care au contribuit la culegerea și prelucrarea datelor, etc.

2.1.11 Organizarea datelor spațiale

Descrie modalitatea folosită pentru asigurarea referinței spațiale (de exemplu: caroiaj kilometric, cadru geografic cu ticuri la 5 secunde, curbe de nivel, puncte cotate, etc).

2.1.12 Referința spațială

Specifică sistemul de referință utilizat pentru poziționarea orizontală și verticală: sistemul de coordonate, elipsoidul (denumire, semiaxa mare, turtirea), sistemul de altitudini.

2.1.13 Entități și atribute

Pentru fiecare entitate reprezentată prin setul de date trebuie menționate: denumirea, tipul și atributele care o caracterizează.

2.1.14 Distribuție

Conține informații privind modalitatea de amplasare a setului de date: furnizorul (denumire, adresă), modalitatea de comandă, disponibilitatea datelor în timp, cerințe tehnice pentru preluarea datelor, etc.

2.1.15 Referințe privind metadatele

Conține date de referință privind metadata însuși: la ce dată a fost elaborată, la ce dată este revizuită, organizația care a elaborat-o, standardul pe baza căruia a fost elaborată, restricții privind utilizarea metadatei și accesul la ea, securitatea (sistemul de clasificare al securității, nivelul de securitate, descrierea modului de manipulare), etc.

2.1.16 Etape la implementarea și utilizarea GIS

Un GIS pentru ca să funcționeze trebuie să aibă 5 componente:

– echipamente hardwere;

– echipamente softwere;

– date manipulate;

– proceduri pentru realizarea diferitelor perații;

– specialiști;

Dintre toate cele mai costisitoare sunt datele. Dacă costul echipamentelor hard este considerat egal cu unitatea, atunci soft-ul poate fi considerat de 4 – 5 ori mai scump iar datele necesare de 100 de ori.

2.1.17 Stabilirea funcțiilor sistemului

Fiind cunoscute cerințele, este necesar să se precizeze funcțiile pe care trebuie să le realizeze sistemul pentru îndeplinirea obiectivelor sale. Presupune parcurgerea următoarelor etape:

2.2.Proiectarea bazei de date

2.2.1.Alegerea și procurarea echipamentelor și programelor

Este necesar să se definească entitățile reprezentate și caracteristicile acestora. De asemenea, este necesar să se aleagă sistemul de coordonate utilizat.

Dintre diferitele posibilități de implementare a unul GIS (realizare totală sau parțială cu mijloace proprii, procurarea unuia existent, etc) trebuie aleasă varianta care asigură totalitatea sau majoritatea funcțiilor stabilite ca necesare în condiții de eficiență maximă.

Alegerea echipamentelor pentru GIS se face apelând la următoarele criterii:

– alegerea furnizorului;

– renumele producătorului;

– producătorul să fie firmă recunoscută în producerea de calculatoare;

– poziția pe piață a firmei producătoare;

– personalul firmei producătoare bine pregătit;

– posibilitatea firmei de a asigura service-ul;

– raportul preț/performanțe;

– prețurile calculatoarelor sunt stabile, în schimb cresc performanțele;

– interesează viteza de răspuns la comenzi și memoria;

– posibilitățile de lucru în rețea și costurile rețelei;

– prețul service-ului în următorii 5 ani;

– conectivitate – dacă se va lucra în rețea se verifică dacă există componentele necesare, placă de rețea, modem pt legare internet;

– numărul de periferice;

– în general sunt echipate cu două porturi seriale;

– fiind necesar mouse și digitizor acestea sunt prea puține;

– folosirea calculatorului și la alte aplicații;

– utilizarea programelor CAD;

– necesitatea gestionării bazelor de date (SGBD);

– caracteristicile echipamentelor.

Având în vedere că GIS – urile manipulează cantități mari de informație, până nu demult ele puteau fi rulate doar pe stații grafice, fiind folosite pentru prelucrarea fotogramelor digitale și a imaginilor satelitare.

Astăzi ele pot fi instalate și pe PC Pentium III, cu condiția să aibă cel puțin 64 Mb memorie externă (RAM) și cel puțin 4 Gb memorie internă.

Pentru o vizualizare bună a reprezentărilor grafice este necesar un monitor cu diagonala de 21 cm.

Dacă este necesară tipărirea hărților, la categoria periferice, ar trebui inclus un ploter cu jet de cerneală, care oferă următoarele facilități:

– rezoluție de peste 600 dpi;

– calitate de imprimare mai bună decât celelalte tipuri de imprimante;

– poate utiliza hârtie normală sau hârtie în role pentru formate mari;

– memorie internă mare 2-40 Mb;

– viteză mare de imprimare, formatul A0 alb-negru în 5 min iar cel color în 9 min;

– verificare preliminară a datelor automată;

– lucrează fără a fi asistate;

După achiziționarea echipamentelor este necesară testarea acestora:

– testarea echipamentelor

Există posibilitatea ca la cumpărarea echipamentelor, după livrarea acestora să se prevadă o scurtă perioadă pentru evaluarea și testarea lor la domiciliu sau la sediul firmei, înainte de achitarea prețului.

2.2.2.Alegerea softului pentru un GIS

GIS – urile performante, pentru stații grafice se bazează pe sistemul de operare UNIX, însă un GIS performant astăzi poate lucra și sub Windows NT, 2007, XP, 2000, 1998 sau chiar 1995.

Alegerea softului se face în primul rând în funcție de hardul disponibil, ținându-se seama de următoarele criterii:

– renumele mondial al producătorului;

– posibilitățile lucrului în rețea;

– posibilitățile producătorului de a oferi service on line;

– posibilitatea actualizării programelor cu versiunile noi (upgrade);

– posibilitățile de acoperire ale volumului de muncă necesar;

– existența unui sistem de programare propriu, cât mai ușor de însușit;

– sistemele de gestionare a bazelor de date (SGBD) cu care lucrează;

– costul total pentru o licență sau pentru mai multe;

2.2.3.Personalizarea programelor la cerințele concrete ale aplicației

În cazul concret al unei aplicații specifice (cadastru, monitorizarea traficului, studii de urbanism, etc.) este necesar ca funcțiile generale ale programelor GIS să fie adaptate cerințelor specifice. Modulele și procedurile respective trebuie personalizate astfel încât să poată fi accesibile unui utilizator neinformatician, având cunoștințe de bază în domeniul căruia îi este dedicată aplicația.

2.2.4.Încărcarea bazei de date

Constă în realizarea propriu-zisă a hărții digitale prin completarea cu date și reprezintă, de regulă, faza care solicită cel mai important volum de resurse.

2.2.5.Exploatarea GIS-urilor

Spre deosebire de etapele precedente, aceasta are un caracter permanent și se desfășoară în trei direcții principale: actualizare, analiză, rapoarte.

Actualizarea are în vedere caracterul dinamic al datelor spațiale care trebuie să reflecte schimbările intervenite în teritoriu.

Analiza este cea mai importantă posibilitate oferită de GIS prin capacitatea sa de a prelucra date spațiale pe baza diferitelor modele.

Obținerea de rapoarte diverse reprezintă unul dintre marile avantaje ale utilizării GIS-urilor și principala rațiune de a fi a acestuia. În principiu, aceste rapoarte se pot prezenta sub formă grafică și tabelară.

2.3.Domenii de aplicabilitate ale GIS-ului

2.3.1.Cadastru

Din publicațiile simpozionului Land Law and Registration; "Pământul este sursa oricărei bogății materiale. De la el luăm tot ce folosim sau prețuim, fie că este vorba de hrană, îmbrăcăminte, petrol, adăpost, metale, sau pietre prețioase. Trăim pe pământ și din pământ, și în pământ ne întoarcem când murim. Disponibilitatea pământului este cheia existenței omului, iar distribuția și utilizarea lui sunt de importanță vitală “ (după Clarke, Keith C., 1997).

Pornind de la rolul determinant pe care îl are pământul în existența noastră, rezultă importanța deosebită a evidenței exacte a proprietății și utilizării terenurilor, evidență cunoscută sub denumirea "Cadastru". Conform Legii nr.7/1996 a Cadastrului și Publicității Imobiliare, cadastrul este "sistemul unitar și obligatoriu de evidență tehnică și juridică, prin care se realizează identificarea, înregistrarea, descrierea și reprezentarea pe hărți și planuri cadastrale a tuturor terenurilor, precum și a celorlalte bunuri Imobile de pe întreg teritoriul țării, indiferent de destinația lor și de proprietar".

O definiție mai succintă și mai exactă găsim în Webster's Dicționary, cadastrul este "o înregistrare oficială a proprietății, mărimii și valorii terenurilor".

Principalele elemente care determină necesitatea cadastrului sunt:

-garantarea dreptului de proprietate asupra terenului (proprietatea funciară) și asupra celorlalte bunuri imobile legate de acesta (construcții, etc);

-baza sistemului de taxare a proprietății funciare;

-sursă de informații obiective și certe pentru administrația centrală și locală privind proprietatea și utilizarea teritoriului,

Introducerea evidenței cadastrale presupune, desigur, costuri, dar produce și numeroase beneficii directe sau indirecte, principalele dintre acestea fiind:

-directe:

-sursă de majorare sensibilă a veniturilor statului prin impozitarea și taxarea corectă a proprietății funciare și a veniturilor rezultate din exploatarea acesteia;

– indirecte:

-diminuarea posibilității de evaziune fiscală în domeniul funciar;

-îmbunătățirea calității informațiilor privind utilizarea teritoriului;

-creșterea încrederii populației în statul de drept prin consolidarea și garantarea drepturilor de proprietate funciară și prin publicitatea imobiliară.

După cum este cunoscut, funcție de categoria datelor pe care le manipulează, cadastrul este împărțit în trei componente principale:

Cadastrul tehnic, care are ca obiect identificarea parcelelor și determinarea exactă a limitelor acestora. Punctele care definesc hotarele dintre parcele se marchează și se înregistrează prin determinarea coordonatelor acestora într-un sistem unic de referință pentru întregul teritoriu național. Fiecare parcelă este identificată printr-un cod unic (după Boș N., 2003).

Cadastrul juridic, care are ca obiect identificarea proprietarilor terenurilor și stabilirea drepturilor și obligațiilor acestora, precum și a servituților care grevează terenurile respective (drept de trecere, ipotecă, etc). Pentru fiecare parcelă se identifică și se înregistrează proprietarul, pe baza actelor de proprietate. De asemenea, se determină și se înregistrează drepturile și obligațiile juridice aferente proprietății respective;

Cadastrul economic, care are ca obiect determinarea valorii terenurilor. Pentru fiecare parcelă se stabilește și se înregistrează o valoare de taxare, cât mai apropiată de valoarea de piață. În acest scop se stabilesc o serie de criterii de evaluare, diferite funcție de localizarea parcelei: teren agricol, zonă urbană, teritoriu silvic, zonă balneară, etc.).

Pe lângă datele fundamentale menționate mai sus, sistemul de evidență cadastrală poate include și alte date de interes pentru suportul deciziei în administrarea, gestiunea și planificarea teritoriului.

2.3.2.Utilizarea terenului (categoria de folosință)

Pe baza acestui criteriu, terenurile pot fi clasificate în intravilan (urban) și extravilan (rural), funcție de modul de exploatare (rezidențial, agricol, silvic, exploatare minieră, agrement și sport, industrial, etc.), funcție de tipul de cultură agricolă (arabil, livadă, vie, fâneață, etc.), funcție de tipul de sol, funcție de structura geologică, funcție de caracteristicile geotehnice, etc.;

2.3.3.Construcțiile existente

Destinația și utilizarea construcției (locuință, școală, biserică, comerț, administrativ, spectacol, etc.), dimensiuni (număr nivele, suprafață la sol, suprafață desfășurată, suprafață utilă, înălțime, etc.), capacitate (număr camere, apartamente, spectatori, locuri, paturi, etc.), dotări (apă, canalizare, energie electrică, gaze, încălzire, etc.), stare, valoare (de piață, istorică, arhitecturală, culturală), structură de rezistență, etc.;

2.3.4.Populația

Numărul și vârsta locuitorilor, gradul de educație, ocupația, religia, etc.

Pornind de la această extindere a cadastrului tradițional, a apărut noțiunea de "cadastru multiscop" (multipurpose cadastre), precum și cea de "cadastru de specialitate", definit ca "subsistem de evidență și inventariere sistematică a bunurilor imobile sub aspect tehnic și economic"(Legea nr. 7/1996).

Sistemele de evidență a terenurilor care includ date suplimentare celor specifice cadastrului „tradițional", dar sunt bazate tot pe parcelă, ca entitate principală, sunt cunoscute și sub denumirea de "Sisteme Informaționale ale Teritoriului" (Land Information System – LIS) și ele sunt tot mai larg utilizate ca suport în procesul de decizie economică și administrativă la nivelul administrației centrale și al administrațiilor locale.

În sistemele de evidență cadastrală, calitatea datelor de poziție are o importanță deosebită, date fiind necesitatea de a asigura posibilitatea reconstituirii limitelor parcelelor, precum și gradul ridicat de detaliere. Astfel, în zonele urbane, unde valoarea terenurilor este mal ridicată și unde este necesar să se cunoască exact poziția diferitelor detalii (de exemplu, traseul unei linii telefonice subterane), sunt necesare precizii de determinare de ordinul a +/-10 cm.

Precizia ridicată, ca și necesitatea reprezentării exacte a formelor parcelelor, impun modelul vectorial.

2.3.5.Protecția mediului

Protecția mediului a devenit una dintre prioritățile actuale ale oamenilor, tot mai conștienți de pericolele majore pe care le reprezintă degradarea acestuia. Preocuparea pentru calitatea mediului se manifestă și prin numeroasele aplicații GIS destinate acestui domeniu.

Aria de cuprindere a aplicațiilor variază de la nivel global (monitorizarea fenomenului de despădurire sau evoluția stratului de ozon), până la nivel regional și local (monitorizarea surselor punctuale de noxe).

Un loc important îl au funcțiile de modelare care permit determinarea efectului unor surse de noxe, cunoscând legile sale de propagare, pe baza factorilor care o influențează (efectul amplasării unui aeroport în vecinătatea unei zone rezidențiale sau a unei fabrici de ciment într-o zonă turistică).

Datele necesare în aplicațiile de mediu sunt extrem de variate și se prezintă în cele mai diverse forme:

> Date privind pământul (date geologice, geotehnice, geofizice, geochimice). Provin, în cea mai parte din foraje (puncte) și includ, pe lângă poziție, și adâncimea, în unele cazuri (date seismice, geomagnetice) este necesar și timpul;

> Date oceanografice. Se referă atât la suprafața mării (valuri, de exemplu), cât și interiorul acestora (date fizice, chimice, biologice, curenți, etc). Sin în acest caz apare necesitatea înregistrării adâncimii și a timpului;

> Date privind suprafața solului. Includ atât date calitative (denumire, clasă de vegetație, etc.), cât și date numerice (temperatură, pH, etc);

> Date privind atmosfera. Zilnic este culeasă o enormă cantitate de date privind atmosfera, necesare pentru prognozele meteo și pentru studiile privind evoluția climei. Este necesar ca dintre acestea să fie reținute numai acelea relevante pentru scopul aplicației respective.

Așa cum rezultă din sumara trecere în revistă de mai sus, se acumulează permanent o mare cantitate de date utilizabile în analiza mediului, situație ce determină atenția specială ce trebuie acordată funcțiilor de gestiune a bazelor de date în cazul aplicațiilor din această categorie.

La aceasta se adaugă complexitatea fenomenelor analizate, ceea ce explică faptul că nu se poate vorbi de aplicații destinate mediului, în general, ci doar de aplicații destinate unei probleme specifice din domeniu.

2.3.6.Agricultură

În mare măsură, aplicațiile GIS din acest domeniu sunt similare prin funcții și modele de analiză. Interesează în mod particular datele care influențează calitatea și cantitatea recoltei, cum sunt: categoria de sol, umiditatea solului, conținutul în minerale, categoria de cultură, starea de sănătate a culturii, starea de vegetație, infestarea cu dăunători (vegetație parazită, insecte, etc.).

Aplicațiile tipice urmăresc monitorizarea culturilor agricole și evaluarea recoltei, în țările în care agricultura primește subvenții de la stat este importantă urmărirea respectării regimului de cultură subvenționată.

În aplicațiile GIS pentru agricultură, actualizarea datelor privind caracteristici cu dinamică ridicată (umiditate, stare de vegetație, etc.) se realizează în mod frecvent utilizând teledetecția.

Pentru terenurile agricole irigate sunt dezvoltate aplicații prin care se planifică, se dirijează și se monitorizează procesul de udare. Asemenea aplicații presupun, pe lângă baza de date și funcțiile GIS corespunzătoare, existența unei infrastructuri specifice formate din senzori cuplați online la calculatorul care dirijează procesul respectiv.

2.3.7.Exploatări forestiere și silvicultură

2.3.7.1.Stabilirea locațiilor optime pentru tăieri

Este interesant de arătat că la originea a ceea ce este considerat primul GIS a stat necesitatea identificării celor mai adecvate locații pentru tăieri de arbori și pentru noi plantații silvice (Canada Geographic Information System, creat în 1966, ca urmare a inițiativei lui R. Tomlinson).

Într-adevăr, în multe țări pentru care pădurea reprezintă un important factor economic și de mediu s-au dezvoltat și se utilizează aplicații GIS destinate acestui domeniu.

Problemele specifice care pot fi rezolvate cu ajutorul GIS sunt diverse.

Printre factorii luați în considerare sunt: vârsta și densitatea arborilor, specia arborilor, panta terenului și tipul de sol (pentru a evita pericolul de eroziune), căile de comunicație (posibilitatea de transport a materialului tăiat), flora și fauna (pentru a evita efectele negative asupra acestora);

2.3.7.2.Monitorizarea tăierilor

Sunt înregistrate zonele în care s-au efectuat tăieri, determinându-se volumul și calitatea masei lemnoase recoltate;

2.3.7.3.Stabilirea locațiilor optime pentru plantații

Determinarea zonelor afectate de boli sau insecte și urmărirea efectelor tratamentelor aplicate sau a măsurilor întreprinse. Sunt înregistrate locațiile în care s-au semnalat boli ale arborilor sau au apărut insecte dăunătoare. Funcție de tipul afecțiunii constatate și luând în considerare factorii care influențează evoluția acesteia (ceea ce presupune culegerea și înregistrarea datelor cantitative și calitative care caracterizează factorii respectivi), se fac previziuni asupra evoluției posibile (determinarea zonelor care vor fi afectate în următoarea perioadă de timp) și se stabilesc tratamentele adecvate și măsurile de întreprins. După realizarea acestora, sunt urmărite, tot cu ajutorul GIS, efectele lor;

2.3.8.Evidența și monitorizarea vânatului

Sunt culese date privind specia, vârsta animalelor și păsărilor, starea de sănătate, etc, referențiate geografic ("legate" de un anumit areal). De asemenea sunt culese date care caracterizează factorii naturali și antropici care influențează dezvoltarea acestora, ceea ce permite elaborarea de prognoze;

2.3.9.Evidența, monitorizarea și predicția incendiilor

Sunt înregistrate date privind incendiile produse în trecut (modul de declanșare, condițiile meteorologice în care au apărut și s-au dezvoltat, modul de evoluție, etc.). Pe baza acestor date se urmărește stabilirea riscului de declanșare a incendiilor, pentru a întreprinde măsurile adecvate de prevenire;

Spre deosebire de alte domenii, cum ar fi cadastrul, în care schimbările sunt punctuale și înregistrarea lor, de regulă, nu implică măsurători de anvergură, ci doar de precizie ridicată, în cazul pădurilor avem de a face cu suprafețe întinse, în care modificări importante pot apare în perioade relativ restrânse (câteva săptămâni, sau chiar zile). Această situație, la care trebuie adăugate cerințele de precizie relativ redusă (limite difuze, pentru care erori în poziție de ordinul metrilor nu afectează calitatea informației), precum și accesul dificil (terenuri accidentate, fără vizibilitate) determină ca principalele tehnologii de culegere a datelor să fie teledetecția și fotografia aeriană la scară mică. Din acest motiv, majoritatea aplicațiilor GIS destinate domeniului silvic includ (sau sunt însoțite de) funcții specifice de prelucrare a imaginilor digitale fotogrammetrice și de teledetecție.

De asemenea, faptul că majoritatea fenomenelor reprezentate și analizate au caracter areal, determină adoptarea modelului raster, în special în cazul aplicațiilor elaborate cu mai mult timp în urmă.

CAPITOLUL III

Realizare a unui sistem informatic geografic aferent colecției dendrologice Arboretum Sylva din localitatea Gurahonț, județul Arad

3.1.Obiectivele studiului de caz

Pentru realizarea prezentului proiect am stabilit o serie de obiective dupa cum urmează:

-prezentarea aspectului de ordin teoretic referitor la sistemele informatice.

-prezentarea posibilităților logistice de realizare a sistemelor informatice geografice.

-analiza locației unde se realizează studiul de caz.

-achiziționarea și verificarea materialelor analogice utilizate (ortofotoplanul).

-stabilirea unui process tehnologic adecvat sistemelor informatice geografice pentru sectorul forestier.

-culegerea datelor.

-obținerea produsului final.

3.2.Metodele de cercetare

Prezentul studiul de caz s-a realizat în cadrul colecției dendrologice Arboretum Sylva din localitatea Gurahonț, județul Arad.

Metodele de cercetare și studiu care s-au utilizat sunt reprezentate de:

-informarea documentară;

-observația pe ititnerar;

-observația în staționar;

-inventarierea;

-modelarea;

-simularea;

-comparația;

-analiza swot.

3.3.Materiale folosite

Pentru realizarea prezentului studiu de caz s-au folosit următoarea bază logistică:

-amenajamentele silvice;

-planuri și hărți amenajistice;

-camere de luat vederi;

-receptoare ;

-stații totale;

-scanere;

-programe pentru culegerea datelor din teren;

-programe pentru transferul datelor;

-programe pentru prelucrarea datelor;

-programe pentru arhivarea datelor și respectiv obbinerea organizarea bazei de date și implicit a sistemului informatic;

-P.C .- uri pentru prelucrarea datelor;

-periferice pentru obținerea produselor finale în format analogic.

Volumul informațiilor percepute de orice om al zilelor noastre este în continuă creștere, datorită posibilităților aproape nelimitate de administrare și exploatare asigurate de păstrarea acestor informații în formă digitală, în baze de date relaționale. Se poate aprecia că un procent de 85 la sută al bazelor de date în circulație conțin unul sau mai multe componente legate de poziția geografică a obiectelor inventariate. În cazul bazelor de date cadastrale se poate afirma că, toate informațiile sunt legate într-un mod sau altul de poziția geografică a proprietății imobiliare definite prin limitele geografice ale unității de bază cadastrale.

Crearea și exploatarea comună într-un Sistem Informațional Geografic a informațiilor cu referință spațială și a reprezentării grafice a obiectelor de suprafață sau aflate în subteran aduce beneficii mari utilizatorilor sau administratorilor informațiilor respective, în primul rând datorită existentei unei structuri de date și de exploatare bine definite – cerințe primare pentru orice Sistem Informațional. Atunci când toate informațiile sunt ordonate după reguli relaționale, cu referință geografică – în format digital -, și sunt administrate de un sistem de programe proiectat pentru acest scop, se deschid noi posibilități de administrare și utilizare, pentru grupuri tot mai largi de utilizatori.

MapSys concentrează funcții puternice dar ușor de utilizat de generare și valorificare a planului digital, funcții de geo-referențiere și administrare a informațiilor cu referință spațială. Exploatarea eficientă a geo-datelor create în MapSys sau importate din alte sisteme este asigurată de funcții GIS standard cum sunt cele de geo-referențiere, culegere atribute, suprapunere straturi topologice, crearea interogărilor utilizator sau generare zonă buffer, dar și prin funcții specifice cadastrului de parcelare prin suprapunere sau de căutare adresă poștală. Definirea dreptului de acces la funcțiile programului și la date, precum și posibilitatea catalogării operațiilor efectuate, permit o mai bună protejare și urmărire a consistenței datelor.

MapSys COM Interface oferă extinderea funcționalității programului prin posibilitatea creării aplicațiilor proprii, având la dispoziție funcțiile limbajului de programare și funcțiile interne MapSys. Modulul opțional MapSys Internet Map Server permite interogarea de către utilizatorii autorizați a informațiilor din bazele de date a lucrărilor MapSys, într-o rețea Intranet sau pe Internet.

Pentru generarea datelor grafice, utilizatorul are la dispoziție funcțiile de import din formate uzuale, digitizare/vectorizare și funcțiile de construcție grafică. Există funcții specializate pentru crearea, căutarea, selectarea și modificarea punctelor, liniilor, curbelor, textelor și simbolurilor.

Multiplele funcții geometrice sunt specializate pentru construcțiile grafice a planurilor topografice și cadastrale, generarea profilelor transversale și longitudinale. Planurile scanate pot fi orientate, tăiate sau unificate și afișate în scopul vectorizării.

Pentru imprimarea planului digital există funcții de generare a foilor de plan standard, suprapunerea multiplă a planurilor sau plasarea pe foaia de lucru a ferestrelor grafice deschise.

Funcțiile de import/export permit transferul informațiilor grafice și alfanumerice în cele mai cunoscute formate grafice sau GIS, cum ar fi DXF, SQD, SHP, MIF, E00, etc.
Unitățile de lucru MapSys se numesc Lucrări. Acestea conțin toate informațiile introduse sau create până la un moment dat. Funcțiile grafice creează informații de tip punct, line, arc, curbă, text sau simbol. Funcțiile topologice generează obiecte topologice cu referință spațială de tip punct, linie sau poligon.

Aceste obiecte sunt compuse din elemente grafice, identificator obiect și atribute obiect.

În cadrul lucrărilor, informațiile grafice și alfanumerice sunt menținute în formate proprii, sub formă de fișiere.

3.4.Localizarea studiului

3.4.1.Introducere

Prin multiple manifestări cultural-educative organizate aici, prin înființarea în viitor a unui laborator de ocrotire a naturii, se urmărește informarea publicului larg cu tot ceea ce este esențial în domeniul atât de vast al ecologiei, pentru a cunoaște daunele pe care omul le-a provocat până acum naturii, pentru a-1 sensibiliza privind pericolele ce pot apare în viitor prin continuarea unei activități neraționale și mai cu seamă să afle care sunt soluțiile posibile pentru a pune de acord imperativele dezvoltării economico-sociale cu cele ale protecției mediului.

Se poate afirma cu toată convingerea, că tot ceea ce s-a realizat la Gurahonț, manifestările științifice și de popularizare care au primit aici un caracter permanent, se înscriu în acțiunile de prestigiu ale județului Arad, a căror urmări binefăcătoare nu vor întârzia să apară, în activitatea de investigare, valorificare și ocrotire a naturii.

Arboretumul „Sylva” Din Gurahonț

Se crede că primele lucrări de amenajare la Gurahont a unui parc dendrologic, au fost executate în anul 1885, odată cu construirea căii ferate Arad-Brad. Pe o suprafață de aproape 5 ha., aparținând unui oarecare Boroș Benjamim, au fost plantate numeroase specii arborescente și arbustive în majoritate autohtone. Tot din acea perioadă, datează dealtfel și exemplarele azi foarte mari de frasini (Fraxinus excelsior L) aflat în imediata apropiere a gării CFR.

Vechea colecție, care a devenit în anul 1924 proprietatea Camerei agricole, iar ulterior în 1948, a statului, s-a degradat de-a lungul timpului, astfel încât astăzi se mai păstrează doar câteva exemplare de Pinus silvestris L și Pinus strobus L.

Fig.3.1 – Localizarea studiului de caz

În anul 1962, s-au făcut primele încercări de transformare a parcului în arboretum. Pe o suprafață de 4,6 ha defrișată și curățată de material vegetativ îmbătrînit și degradat, a început plantarea unor puieți obținuți atât din arboretumurile de la Simeria, Snagov, Bazos, cât și din recoltarea sporadică de semințe de pe diverse terenuri publice și particulare. În anii următori, a fost amenajată o pepinieră de 0,4 ha, s-a curățat și s-au reparat canalele de alimentare cu apă a vechiului lac artificial (0,30 ha), întregul arboretum fiind extins în anul 1975 peste valea Honțișorului, pe o suprafață de 12,6 ha. Semințele și materialul vegetativ sunt obținute în prezent de la numeroase grădini botanice de pe toate continentele.

Situat pe malul stâng al Crișului Alb, care desparte Munții Zarandului (N) de Munții Codrului (S) având coordonatele geografice: 22 grade și 23 minute longitudine estică și 46 grade. și 16 minute latitudine nordică, arboretumul se încadrează în ținutul de dealuri al sectorului de climă continental-moderată, adică cfbx în sistemul lui Koppen.

Din punct de vedere pedologic, arboretumul ,,Sylva” se încadrează în zona solurilor de luncă formate pe aluviuni cuaternare. Datorită inundațiilor periodice ale Crișului Alb și Văii Honțișorului în mod frecvent apar soluri de tip aluvionar de luncă veche aflate, în diferite stadii de evoluție. În cazul analizei efectuate s-au luat în considerare două profile: efectuându-se în același timp analiza chimică și determinarea caracteristicilor granulometrice ale solului.

Rezultă că solul este de tip argilo-lutos cu reacție slab acidă, conținut relativ ridicat de humus (2,76%), bine aprovizionat cu fosfor mobil (5,9 mg, pentaoxid de fosfor la 100 gr sol) și mediu aprovizionat cu potasiu 10 mg oxid de potasiu la 100 gr. sol).

Factorii climaterici și solul favorizează dezvoltarea spontană în bune condițiuni a speciilor de stejar, plop, mesteacăn, cireș, tei, alun., corn, etc., dar și a unor specii ca Laurul (Ilex aquifolium L), castanul comestibil (Castanea sativa L), nucul (Juglans regia L) care au o fruetificație normală în această zonă.

În ceea ce privește vegetația introdusă se constată faptul că dacă în primă etapă (1970) arboretumul includea 125 taxoni rășinoase și 296 taxoni foioase, totalizând 596 exemplare, în prezent (31 decembrie 1983) numărul lor (specii, subspecii, varietăți, cultivaruri și forme) se ridică la 2578 cu 3465 exemplare.

Datorită greutăților survenite în obținerea unor semințe și a spațiului limitat, gruparea taxonilor nu s-a putut realiza pe zone geografice, ci doar distinct gimnospermele de angiosperme.

Speciile lemnoase exotice, sunt bine adaptate în Gurahonț, ele putând fi valorificate în prezent atât în scop științific, economic, cât și ca spațiu verde, parc cu importantă funcție social recreativă.

Pentru valorificarea științifică a acestui patrimoniu s-au folosit determinatoarele A. Rehder, Flora RPR voi. I-XIII. Index seminum de la grădinile botanice și parcurile furnizoare, precum și un bogat material bibliografic.

Lucrările sunt executate de către un colectiv din cinci muncitori, care în momentul de față posedă suficiente cunoștințe de specialitate și experiență pentru a asigura o bună întreținere și dezvoltare a arboretumului. Menționăm sprijinul pe care îi acordă permanent: Comitetul de cultură și educație socialistă al județului Arad, prin Consiliul Județean pentru îndrumarea ocrotirii naturii, Inspectoratul silvic județean, Consiliul popular al comunei Gurahonț, precum și numeroși cetâțeni din localitate conștienți de faptul că arboretumul reprezintă în prezent un obiectiv științific și de agrement impotant. El constituie în același timp un mijloc de seamă în educația tineretului pentru cunoașterea și ocrotirea naturii. La 1 decembrie 1nul 1970, a luat ființă un parc dendrologic, in fostul parc dominial din marginea comunei noastre.

Acest parc de mare folos stiințific a fost inființat de către inginerul silvic Stefan Eusebiu, din Oadea, avand concursul brigadierului silvic pensionar Coldea Grigorie, din satul vecin, Gura-Văii. Parcului i s-a dat numele de Arboretumul Sylva in anul 1970.

1.Inceputul si perspectivele de dezvoltare

Aici se descrie trecutul acestui parc, care inainte cu 5060 de ani era bine ingrădit si foarte bine ingrijit de către fostul proprietar, fiind irigată o mare parte din acest teren, dovadă că si azi mai există urmele țevăriilor de la fosta instalație.

Multe decenii, pe acest teren intins, era un parc minunat, plin de trandafiri si flori din cele mai alese, aduse din țări indepărtate si de peste Ocean.

Au fost adusi si plantați aici diferiți arbori mari, de prin țări străine, de către Boros Beniamin, bătranul, asa cum făceau toți marii gospodari pe vremuri, mai ales acesta, care a fost un inginer de elită. După ce acesta a cumpărat această mosie a plantat toate văile cu mii de nuci cu soi ales cu coaja subțire. Pe coama unui deal intins a plantat o pădure de castani nobili, care si astăzi există.

Cat timp a trăit acest proprietar si a administrat această mosie, aici a fost o gospodărie de model, avand instalații ultramoderne. După moartea acestuia, fiul său care purta acelasi nume fiind avocat si nepricepandu-se la agricultură, an de an, această fermă de model, mergea din rău in mai rău, pană cand nemaiputand face față greutăților financiare, a fost silit să vandă mosia, impărțindu-se prețul ei intre cei cinci urmasi.

Frumosul parc cu pescăria lui minunată, a căzut pradă mainilor nepricepute. Arborii frumosi au fost tăiați ca material de construcții si de foc. Aceasta a fost soarta minunatului parc.

2. Poziția geografică

Asezarea Arboretul Sylva este asezat in imediata vecinătate a comunei, pe malul stang al Crisului-Alb si pe ambele maluri ale Văii-Honțului, aproape de gura acestei văi care se varsă in Cris.

Poziția geografică a Arboretumului este determinată prin coordonatele geografice 220

-230longitudine esticăsi 6-160 latitudine nordică. Defileul Crisului-Alb este mărginit la nord de Munții Codrului, iar la sud de Munții Zarandului. In cea mai mare parte, Arboretumul este situat pe teren de luncă nisipos, cu alternări de pietris.

Suprafața totală alocată pană in prezent acestui Arboretum este de 4,6 Ha la altitudinea de 165 m.

3. Condiții climatice

Arboretumul se incadrează in sectorul de climă continental-moderată, ținutul climei de dealuri, iar după clasificația Koppen, in provincia climatică Cfbx. Valorile principalilor factori

climatici s-au putut stabili numai pentru o perioadă limitată de sase ani si anume din anul 1964 pană in anul 1969, de cand a luat ființă un post meteorologic in comuna Gurahonțului. Acesti factori sunt detaliați intr-un tabel alăturat la lucrare, dar deoarece Arboretumul a luat ființă mai puțin de doi ani, nu se pot trage concluzii definitive asupra efectelor factorilor climaterici din comuna Gurahonț, cu cei din alte localități.

Observațiile ce vor fi efectuate periodic in anii viitori, vor defini in mod concret poziția climaterică a acestei Stațiuni, zice inginerul Stefan Eusebiu in lucrarea sa.

4. Condiții pedologice

Arboretumul Sylva se incadrează in zona solurilor de luncă formate pe aluviuni recente, din quaternar, in mod frecvent in lunca propriu-zisă, predomină soluri de tip aluvionar de luncă verde adesea inundabile, aflate in diferite stadii de evoluție. In cazul analizei efectuate s-a luat in considerare două profile I si II.

Se dau două profile de analiză a solurilor din acest teren de luncă, menționandu-se si alte insusiri fizico-chimice rezultate din buletinul de analizări.

5. Vegetația naturală

In decursul anilor, acest parc a fost abandonat ca un bună fără stăpan, lăsat să se sălbăticească, cum afirmă inginerul Stefan Eusebiu.

Vegetația lemnoasă cată a mai rămas după tăierea fostului parc, pentru a se putea amenaja noul parc dendrologic in această parte a țării, va fi păstrată numai in jurul fostului lac din mijlocul parcului, care va fi reamenajat.

Este un mare succes si o mare binefacere că s-au pus bazele acestui parc nou, care va ridica in viitor insemnătatea modestului sat de odinioară, cu fostele lui căsuțe acoperite cu paie, din care ranjea sărăcia.

Azi răsar zilnic case arătoase sistem vile romane, dovada bunei stări si a vieții tihnite si indestulate.

6. Vegetația introdusă

Partea cea mai insemnată a descrierii parcului dendrologic este acest capitol, care cuprinde două tabele in care sunt incluse speciile in ordinea alfabetică.

In tabelul I s-a inscris proveniența, natura materialului primit, anul cand s-a plantat, parcela unde se află, numărul de inventar, inălțimea speciilor la data de 1 iunie 1970 si in coloana ultimă nomenclatorul de care s-a făcut uz in denumirea speciei, acordandu-se preferinȚă in ordinea clasificației de mai jos.

In tabelul II, s-au inscris speciile pe baza clasificării botanice pe familii si genuri.

3.5.Culegerea și prelucrarea datelor

3.5.1.Culegerea datelor

Imaginile raster constituie surse de informatii primare care pot avea un continut mult mai amplu si mai apropiat realitatii decât datele vectoriale care sunt o generalizare necesara pentru tratarea eficienta al unui segment de informatii spatiale.

Fig. 3.1 – Obținerea rasterului

Fluxul tehnologic comportă următoarele etape:

-scanarea hărții;

-obținerea rasterului;

-vectorizarea rasterului;

-obținerea vectorilor respectivi și a poligoanelor;

-realizarea topologiei;

-culegerea atributelor

-realizarea straturilor temetice,

-realizarea bazei de date.

În imaginile din figurile următoare sunt prezentate diferite etape de lucru aferente procesului tehnologic de realizare a sistemului informatic geografic pentru studiul de caz analizat.

Functiile din meniul Raster permit utilizarea eficienta a hartilor si planurilor scanate sau a imaginilor ortofoto în scopul vectorizarii acestora sau pentru vizualizarea în combinatie cu elementele grafice sau topologice existente.

Imaginile raster de diferite formate pot fi afisate în fereastra de lucrare MapSys, peste care sunt afisate straturile cu continut grafic. Daca  imaginile raster sunt neorientate, pe baza punctelor de pe imagine cu coordonate proiectie cunoscute, se poate efectua orientarea imaginii.

Imaginea raster orientata se poate vectoriza folosind functiile grafice ale programului.

Deschiderea rasterului

Afiseaza lista fisierelor raster deschise în lucrarea curenta.

Se pot deschide un numar de fisiere raster, numarul fiind limitat doar de memoria libera a calculatorului.

Fisierele raster pot avea formatul BMP, JPEG, GIF, EMF, WMF, TIFF (orientat), PNG, ICO.

Fisierele raster se afiseaza în fereastra lucrare în ordinea în care apar în lista. Daca imaginile raster se suprapun, va fi afisat întotdeauna ultimul. La afisarea rasterelor se poate obtine afisarea transparenta a imaginilor raster cu setarea Afisare transparenta din meniul

Optiuni raster

Elementele grafice din lucarerea curenta vor fi afisate dupa ultimul raster din lista.

Fig. 3.2 – Schema bloc de obținere a produselor aferente – ului utilizînd

date de tip raster în format analogic (harta amenajistică, etc.)

Fisierele raster nou deschise au coordonata coltului stânga-jos egala cu (500000, 500000) în afara de cele orientate.

Rasterul curent se selecteaza cu mouse-ul.

Pentru orientarea rasterului curent folositi meniul Orientare raster.

Pentru afisarea rasterului curent folositi meniul Cautare raster.

Straturi rasterelor deschise

Lista fisierelor raster care se vor afisa în lucrarea curenta. Ordinea de afisare este ordinea din lista; primul raster afisat este primul din lista. Intervalul de scara în care apare un fisier raster, este afisat în coloanele Apare la scara respectiv Dispare la scara, considerând ca se face o marire de la o scara mica la o scara mare. Modificarea valorilor factorilor de scara se face în câmpurile din partea de jos al ferestrei.

Elementele grafice de celelalte tipuri se deseneaza dupa ce a fost terminata desenarea rasterelor.

Fig. 3.3 – Schema bloc de obținere a produselor aferente – ului utilizând ortofotoplanul

Adauga

Dupa selectarea butonului, va apare fereastra de selectare standard a fisierelor. Fisierul raster selectat în aceasta fereastra se va plasa dupa ultimul raster din lista. Daca se selecteaza odata mai multe fisiere, acestea se vor adauga unul dupa altul la lista.

Adauga*

Adaugarea tuturor fisierelor raster gasite în subdirectoarele unui director selectat.

Sterge

Eliminarea fisierului raster curent din lista (nu se va sterge de pe calculator).

Butoanele

Modificarea pozitiei, deci si al ordinii de afisare al rasterelor.

Orientarea rasterululi

Efectueaza orientarea imaginii raster curente, pe baza a cel putin trei puncte comune, cu coorodnate proiectie (teren) cunoscute.

Principiul functiei este introducerea de la tastatura sau selectarea din lucrarea curenta a coordonatelor teren a punctelor de orientare care se gasesc marcate pe imaginea raster neorientata. Pe baza acestei corespondente de puncte functia calculeaza parametrii de orientare, cu ajutorul carora efectueaza transformarea pixel cu pixel a imaginii raster.

Pentru a afisa imaginea raster neorientate care la importare este plasat cu coltul stânga-jos la coordonatele 500.000, 500.000, selectati functia Cautare raster.

Selectarea punctelor care se vor folosi pentru orientare, se face în ferastra Orientare, unde apar numerele punctelor comune din tabelul RASTORNT al bazei de date a lucrarii.

Pentru transpunerea punctelor cunoscute din colana Cunoscute în coloana Folosite, se efectueaza dublu-clic pe punctul dorit, în coloana Cunoscute.

Pentru eliminarea unui punct din coloana Folosite se efectueaza un dublu-clic pe punctul dorit. Stergerea tuturor punctelor din coloana Folosite, se face cu butonul Resetare.

Daca tabelul RASTORNT nu contine înregistrari sau se doreste editarea ei, se va selecta butonul Puncte cunoscute. Acest tabel poate fi completat folosind Functiile de editare al bazei de date, sau prin importarea listei de cooronate ale punctelor de orientare, în sistemul de programe care gestioneaza baza de date.

 În cazul în care lucrarea MapSys curenta contine puncte de orientare, acestea se pot culege prin selectare, folosind butonul MapSys. Dupa ce au fost selectate în ordine aceste puncte, se va apasa butonul din dreapta al mouse-ului sau butonul Esc de la tastatura. În acest caz va fi afisata fereastra Orientare, cu ambele coloane (Cunoscute, Folosite) completate.

Daca se accepta punctele de orientare, prin selectarea butonului OK se poate începe digitizarea pe suprafata rasterului a punctelor cunoscute, în ordinea din lista Folosite. Pentru afisarea rasterului curent, se utilizeaza functia Cautare raster.

Dupa terminarea preluarii punctelor, se va efectua Transformarea plana cu punctele de orientare. Transformarea se poate reface daca au fost gasite puncte cu erori inacceptabile. Din acest calcul vor rezulta parametrii de transformare cu care se va transforma întreaga imagine rster.Selectati butonuldin fereastra Transformare pentru a începe transformarea.

Durata operatiei de orientare depinde de marimea fisierului raster. Parametrii de orientare ai fisierului raster orientat, vor fi salvati în directorul fisierului raster în fisierul cu denumirea <numeraster>.log. Fisierul care contine datele de georeferntiere al rasterului este salvat tot în aceasta locatie, având denumirea <numeraster>.RAI în cazul fisierelor de tip BMP. În cazul celorlalte fisiere raster, fisierele de orientare au acelas format cu fisierele de orientare .TFW , dar cu extensia conform tabelului de mai jos:

.Procesul de vectorizare

Vectorizarea automata reprezinta o metoda de generare a elementelor vectoriale pe baza imaginii raster curente. Pentru atingerea eficientei maxime a vectorizarii automate este necesar ca imaginea raster sa contina într-o forma cât mai clara detaliile care se doresc prelucrate cu aceasta functie. În acest sens, se recomanda filtrarea imaginii raster cu functia Extrage culori. Daca dupa aceasta imaginea raster contine zgomot sau întreruperi frecvente care ar necesita ample lucrari de corectare dupa vectorizarea automata, se poate alege functia Vectorizare locala.

Imaginea raster curenta va fi vectorizata folosind setarile date în fereastra Vectorizare automata. Elementele vectoriale se vor genera în stratul curent. Valorile implicite care sunt afisate la apelarea meniului sunt pregatite pentru o vectorizare optima. Setarile sunt împartite în trei categorii:

Tip entitate

Se alege tipul de entitati care se vor genera prin vectorizare si culoarea de fond a imaginii.

Operatii raster

Procesul de analizare si prelucrare a rasterului se compune din trei faze:

– detectare muchii

– umplere spatii

– îngustare muchii

Dupa fiecare operatie este posibila generarea si salvarea unui raster.

Operatii vector

Aceste operatii se refera la modul de interpretare si optimizare a imaginii raster în scopul vectorizarii.

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………….

3.5.2.Prelucrarea datelor

3.5.2.1.Realizarea topologiei

Operatia de generare a topologiei reprezinta principalul pas pentru edificarea unui Sistem Informational Geografic bazat prin definitie pe obiecte topologice validate din punct de vedere geometric si logic. Operatia este aplicata întregii lucrari, respectiv tuturor insulelor. Functia de topologie creeaza obiecte topologice din elementele grafice primare (punct, linie, polilinie, text/numar cadastral), generându-se un tabel primar în baza de date Microsoft Access MDB a lucrarii, care va contine elementele numerice si de identificare ale obiectelor topologice.

Topologia este generata întotdeauna pentru stratul curent dar elementele grafice primare ale obiectelor topologice din stratul curent se pot afla în straturi diferite, care se vor preciza de catre utilizator. Mai mult, aceleasi elemente grafice pot fi componente ale mai multor tipuri de obiecte topologice. Aceasta functionalitate permite reducerea redundantei elementelor grafice, nefiind necesara crearea elementelor grafice noi atunci când acestea se suprapun cu unul deja existent.

Baza de date poate fi editata la meniul Fereastra baza de date.

  Pentru actualizarea topologiei deja existente pe una sau mai multe portiuni de lucrare, se poate utiliza functia Extras.

  Tip

Se pot crea trei tipuri de topologie, având atribute primare specifice.

  Punct numar punct si coordonate

  Linie numar linie si lungime

  Poligon numar cadastral, suprafata, perimetrul, cota medie a punctelor poligonului

  Lungimile respectiv suprafetele se calculeaza luând în considerare lungimea arcelor de cerc si suprafetele segmentelor de cerc (daca exista).

Operatii optionale

Racordare cu toleranta de

Se face o racordare automata a punctelor nodale aflate la o distanta mai mica de cea introdusa.

Unificare segmente

Înlocuieste segmentele de linie dintre punctele nodale cu o singura linie. (Se foloseste în cazul topologiei de tip linie).

Intersectare

Cauta si creeaza eventualele puncte de intersectie care apar la trasarea unei linii peste alta, fara ca sa fi definit un punct la intersectia celor doua linii.

Strat cote

Cu aceasta operatie se pot atribui cote punctelor create prin validarea intersectarii de linii la construirea topologiei.

Numarul stratului grafic care contine liniile cotate (curbe de nivel), ale caror cote se vor prelua în stratul curent, se înscrie în câmpul Strat cote. Stratul de cote trebuie sa fie selectat si în tabelul de configurare a straturilor afisat cu butonul Straturi. Optiunea se poate folosi la generarea profilelor pe baza curbelor de nivel.

Distanta cautare text

În cazul obiectelor topologice de tip linie sau punct, se poate da distanta care determina un dreptunghi respectiv raza care determina un cerc în care se face cautarea numerelor cadastrale.

Tabel generat

Implicit se seteaza pe numele stratului curent.

În cazul în care au fost adaugate atribute suplimentare la baza de date, dupa construirea topologiei se pastreaza doar atributele (suplimentare) acelor poligoane la care a fost atribuit un numar cadastral, deci înaintea definiri atributelor suplimentare trebuie adaugat la fiecare poligon un numar cadastral.

Prin butonul Straturi se pot selecta straturile din care vor fi incluse elementele pentru construirea obiectelor grafice si pentru atribuirea numerelor cadastrale. Selectarea se face prin dublu-clic la numarul stratului. Straturile care apar gravate sunt invizibile. Numele unui strat se poate afisa daca se plaseaza cursorul deasupra numarului acesteia.

Fig. 3.17 – Setarea straturilor în vederea realizării topologiei

Dupa apasarea butonului Ok, în cazul topologiei poligon se cere definirea conturului exterior în cadrul caruia se vor construi poligoanele si se vor calcula suprafetele. Conturul selectat trebuie sa fie în stratul curent. Astfel este posibila calcularea a unui bloc de suprafete.

Daca se doreste calcularea întregii suprafete, se apasa butonul din dreapta al mouse-ului (ESC), fara selectarea conturului.

Dupa terminarea operatiei se afiseaza un fisier raport care contine informatii despre parametrii si rezultatele construirii topologiei.

Punctele care creeaza erori de neînchidere se marcheaza cu un patrat, iar liniile care nu fac parte din doua poligoane diferite (unul pe partea stânga si unul pe partea dreapta a liniei) vor fi selectate.

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

3.5.2.2.Culegere atribute

Încarca în câmpurile bazei de date al stratului topologic curent, valorile preluate din elementele de tip text, din interiorul obiectelor topologice al stratului curent.

Fereastra care apare la apelarea meniului se compune din doua coloane.

În coloana Nume sunt afisate numele câmpurilor bazei de date al stratului topologic curent. În coloana strat se introduce stratul din care se preiau atributele în câmpul corespunzator din baza de date.

Introducerea numarului stratului se face prin selectarea dubla a liniei corespunzatoare din tabelul de mai sus. Dându-se mai multe straturi sursa, cu o singura operatie se pot culege atribute din diferite straturi.

În cazul prezentului studiu de caz, principalele atribute culese sunt exemplarele din cadrul colecției dendrologice Arboretum Sylva.

În cele 19 parcele analizate au fost inventariate un număr de 2195 exemplare care vegetează în condiții relativ corespunzătoare, iar un număr de 252 exemplare s-au uscat, aspecte care se regăsesc în fișele cu date de teren din anexă.

În continuare,este prezentată o sinteză a numărului de exemplare pentru fiecare parcelă în parte.

Tabelul 3,1

Evidența exemplarelor din colecția Arboretum Sylva din Gurahonț pe parcele

Fig. 3.21- Sinteza numărului de exemplare pe parcele în cadrul colecției dendrologice Arboretum Sylva

Fig. 3.22 – Numărul exemplarelor din colecția dendrologică Arboretum Sylva din Gurahonț

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Fig. 3.23 – Procentul exemplarelor din colecția dendrologică Arboretum Sylva din Gurahonț

3.5.2.3.Realizarea straturilor tematice

Straturile tematice sunt reprezentari grafice ale atributelor obiectelor topologice. Din punct de vedere grafic, reprezentarile pot fi de tipul culoare plina, hasurare, simbol sau bitmap. Clasificarea atributelor tematice se poate face uniform, individual sau pe intervale. Reprezentarile tematice sunt salvate imediat dupa generare sub forme de fisiere tematice care pot fi încarcate apoi în orice combinatie. Se pot face reprezentari tematice pentru orice tip de obiecte topologice (poligon, linie, punct).

Câmpurile de atribute pe baza carora se face reprezentarea trebuie sa se creeze dupa generarea topologiei în tabelul topologic corespunzator stratului topologic. Completarea câmpurilor de atribute se poate face prin functiile specifice din meniul topologie, manual sau cu ajutorul unor aplicatii externe. Atributele pot fi de tip text sau numeric. Odata create, reprezentarile tematice pot fi actualizate oricând, daca au fost efectuate schimbari în topologia obiectelor.

Generare stratat tematic

Aceasta functie genereaza o reprezentare a obiectelor topologice al unui strat, în functie de valoarea unui câmp dintr-o baza de date precizata de utilizator. Implicit, este setat stratul curent, si baza de data al stratului topologic curent, dar se poate selecta oricare strat topologic si orice baza de date MDB. Singura conditie este ca baza de date folosita pentru reprezentarea tematica sa aiba un câmp de legatura cu baza de date al stratului topologic din care deriva stratul tematic. Crearea unui strat tematic se compune din doi pasi carora le corespund doua ferestre de setare: Generare strat tematic si Caracteristici strat tematic.

Dupa terminarea configurarii se selecteaza butonul Continua. Configuratia ferestrelor de setare depinde de tipul topologiei stratului curent (punct, linie, poligon) si de setarile efectuate în grupul Tip.

Dupa crearea stratului tematic, aceasta se poate încarca si afisa în fereastra lucrare cu meniul Strat tematic – Setare straturi tematice.

Fig.3.24 – Generarea stratelor tematice

Strat topologic

Date referitoare la baza de date al stratului topologic pentru care se creaza stratul tematic

  Tabel

Tabelul corespondent al stratului topologic pentru care se doreste crearea stratului tematic. Selectarea tabelului se face cu butonul . Apar numai numele de coloana ale bazei de date a lucrarii curente.

Tip

Modul de reprezentare tematica.

  Uniform

Toate obiectele stratului topologic cu tabelul corespondent precizat în câmpul Tabel vor avea acelas mod reprezentare.

  Valori individuale

Obiectele stratului topologic cu tabelul corespondent precizat în câmpul Tabel, vor fi reprezentate în functie de valorile luate de câmpul tematic al tabelului tematic precizat mai jos.

Aceste valori pot fi de orice tip (text sau numeric).

Intervale

Obiectele stratului topologic cu tabelul corespondent precizat în câmpul Tabel, vor fi reprezentate în functie de intervale definite pe diferite criterii) al câmpului temat precizat mai jos (vezi fereastra urmatoare – Caracteristici strat tematic.

  Legatura

Câmpul de legatura dintre baza de date curenta si baza de date a reprezentarii tematice pentru identificarea obiectelor topologice. Formatul este NumeCâmpTopologic = NumeCâmpTematic.

Folosind operatorul AND se pot combina mai multe relatii de legatura. Legatura se poate introduce de la tastatura sau prin selectare cu butonul

Câmp topologic

Numele câmpului de legatura al bazei de date topologice (curent). Selectarea câmpului dorit se face cu butonul .

  Câmp tematic

Numele câmpului de legatura al bazei de date tematice. Selectarea se face cu butonul .

  Set

Copierea relatiei NumeCâmpTopologic = NumeCâmpTematic în linia de definire a relatiei.

  Reset

Stergerea relatiei setate.

Date pentru reprezentare tematica

Selectarea bazei de date, al tabelului si al câmpului fosit pentru reprezentarea tematica.

Baza de date

Selectarea bazei de date MDB Access pentru reprezentare tematica; se face cu butonul.

  Interogare/Tabel tematic

Selectarea tabelului sau al interogarii care contine informatii tematice. Cu butonul apare lista numelor de tabele sau de inerogari existente în baza de date tematica.

  Câmp tematic

Selectarea câmpului care contine datele pe baza carora se face reprezentarea tematica.

Pentru reprezentarea cu intervale, acest câmp trebuie sa fie de tip numeric. Cu butonul apare lista numelor de coloana existente în tabelul tematic.

  A doua fereastra de configurare, Caracteristici strat tematic depinde de tipul topologiei stratului curent si de setarile efectuate la grupul Tip. În continuare se va descrie varianta cea mai complexa a ferestrei de setare nr. 2, în cazul topologiei de tip Poligon, cu setarea Tip strat tematic Intervale. Celelalte tipuri de topologii precum si celelalte tipuri de strat tematic reduc complexitatea optiunilor.

Fig. 3.25 – Setarea culorilor aferente stratului tematic

Nume

Numele stratului tematic; implicit este introdus numele stratului topologic curent

Reprezentare

Seteaza modul de reprezentare al atributelor câmpului tematic. Configuratia acestui grup depinde de setarea Tip (Hasura, Simbol, WMF).

Scara culori

Daca se doreste o reprezentare cu nuante de culori dinter doua culori extreme, se valideaza dreptunghiul de setare . Apoi, prin selectarea dreptunghiului culorii, se alege culoarea pentru valoarea minima si culoarea pentru valoarea maxima. Valorile intermediarea vor primi nuante de trecere dintre aceste culori.

  Scara marimi

În cazul reprezenarii cu simboluri sau cu imagini WMF (validare cu dreptunghiul de setare ), dimensiunea acestora se poate da în functie de valoarea câmpului tematic. Marimea sau intervalul de marimi luate de simbol sau imagine WMF se atribuie în fereastra alaturata

  Hasura

Setare care apare la setarea Tip – Hasura. Selectând butonul , apare lista tipurilor de hasurare. Primele doua tipuri se refera la reprezentarea transparenta respectiv la reprezentarea cu o culoare plina.

Tip

Modul de reprezentare tematica; prin hasura, simbol sau fisier imagine WMF. Simbolul respectiv imaginea WMF se pozitioneaza pe întreaga suprafata a stratului tematic, cu deplasarile date în setarile corespunzatoare.

Tip reprezentare – Hasura

Tip reprezentare – Simbol

Simbolul se alege prin selectarea suprafetei din dreapta grupului Aliniere.

Tip reprezentare – WMF

Fisierul WMF se selecteaza cu butonul

Aliniere

Setare care apare numai la reprezentarea cu simbol sau WMF prin care se alege alinierea fata de punctul de inserare.

  dX, dY

Distanta dintre simboluri sau dintre imagini WMF afisate pe suprafata stratului tematic.

Actualizare

Actualizeaza fereastra legendei.

Intervale

Seteaza modul de segmentare a plajei de valori din câmpul tematic.

  Cu numar elemente egale

Se creaza un numar de intervale specificat în câmpul Numar intervale; fiecare interval va contine acelas numar de elemente din câmpul tematic.

De lungimi egale

Se creaza un numar de intervale specificat în câmpul Numar intervale; diferenta dintre valoarea cea mai mare si valoarea cea mai mare din fiecare interval, va fi constanta.

Fereastra Legenda

Afiseaza legenda corespunzatoare setarilor pentru straturi tematice de tip Valori individuale si Intervale. (Vezi prima fereastra – Generare strat tematic). Continutul ferestrei legenda se poate afisa ca o legenda în fereastra lucrarii cu optiunea Strat tematic – Adaugare legenda.

  Reprezentarea tematica a cladirilor cu curti interioare

  În cazul cladirilor cu curti interioare, suprafata neacoperita a cladirii nu trebuie reprezentata ca partea plina. Acest lucru se poate realiza pe baza proprietatii conform careia suprafetele negative nu sunt umplute în stratul tematic. Deoarece curtile interioare nu au valori de corp, ele se pot schimba în suprafete negative cu ajutorul unei interogari SQL, în tabelul de cladiri al bazei de date a lucrarii.

Pentru reprezentarea tematica a cladirilor cu curti interioare, se vor efectua urmatoarele operatii:

1.Crearea topologiei tip poligon pentru cladiri

2.Crearea unui câmp nou în Acess în tabelul de cladiri (CLADIRE) pentru corpuri (de ex. CORP)

3.Completati valorile în coloana CORP fie manual, fie cu functia Culegere Atribute. Verificati în Access formatul caracterului nul (sa presupunem ca este  #)

4.Introducerea  interogarii SQL de mai jos pentru tabelul CLADIRE folosind butonul Interogare din fereastra Baza de date

 UPDATE CLADIRE SET SUPRAFATA=-SUPRAFATA WHERE SUPRAFATA >0 AND CORP='#'

5. Rulati interogarea cu butonul Aplica

6. Generati un strat tematic de tip Uniform pentru cladiri.

7. Afisati stratul tematic cu meniul Setare strat tematic

Setare straturi tematice

Fereastra Straturi tematice contine lista straturilor tematice deschise, permite stergerea sau adaugarea de straturi tematice la lista, re-generarea straturilor tematice existente, setarea vizibilitatii straturilor tematice si afisarea unor informatii despre straturile tematice. Fisierele de straturi tematice au extensia .THM si sunt create în directorul lucrarii.

Straturi tematice deschise

Lista straturilor tematice care se vor afisa în lucrarea curenta. Ordinea de afisare este ordinea din lista; primul strat tematic afisat este primul din lista. Intervalul de scara în care apare un strat tematic, este afisat în coloanele Apare la scara respectiv Dispare la scara, considerând ca se face o marire de la o scara mica la o scara mare. Modificarea valorilor factorilor de scara se face în câmpurile din partea de jos al ferestrei. Elementele grafice de celelalte tipuri se deseneaza dupa ce a fost terminata desenarea straturilor tematice.

Prin selectarea cu dublu-clic al numelui unui strat tematic din lista, se pot modifica caracteristicile acestuia.

Adauga

Dupa selectarea butonului, va apare fereastra de selectare standard a fisierelor. Straul tematic selectat în aceasta fereastra se va plasa dupa ultimul strat tematic din lista. Daca se selecteaza odata mai multe fisiere, acestea se vor adauga unul dupa altul la lista.

Adauga*

Adaugarea tuturor fisierelor tematice gasite în subdirectoarele unui director selectat.

Sterge

Eliminarea stratului tematic curent din lista.Butoanele

Modificarea pozitiei, deci si al ordinii de afisare al stratului tematic curent.

Butonul Generare

Genereaza din nou stratul tematic selectat din lista. Aceasta optiune se foloseste daca au fost efectuate modificari în topologia obiectelor.

Butonul Informatii

Afiseaza informatii despre stratul tematic selectat din lista. Informatiile sunt cele care au fost setate cu ocazia generarii stratului tematic.

Adaugă legendă

Adaugarea unei legende existente pe suprafata lucrarii. Fisierele legenda sunt de formatul WMF cu numele identic cu cel al stratului tematic si se creaza odata cu acesta. Dupa selectarea meniului se cere pozitia legendei si înaltimea acestuia.

În sistemele de operare Windows 95 si Windows 98, legendele sunt create numai daca calea de acces a fisierelor legenda nu contin spatii.

Deplasare legendă

Deplasarea unei legende existente. Se selecteaza legenda cu punctul din stâga-sus al acestuia, apoi se selecteaza noua pozitie. Daca punctul din stânga-sus al legendei nu se poate selecta, se va micsora scara în fereastra grafica.

Înălțime legendă

Modificarea înaltimii legendei selectate. Selectarea se face în punctul din stânga-sus al acestuia. Înaltimea se introduce de la tastatura.

Șterge legendă

Stergerea legendei selectate. Selectarea se face în punctul din stânga-sus al acestuia.

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Fig. 3.27 – Harta tematică a parcelelor

Fig.3.28 – Harta tematică a exemplarelor care vegetează normal

Fig.3.29 – Harta tematică a exemplarelor proiectate

Fig. 3.30 – Harta tematică a exemplarelor uscate

Fig.3.31 – Harta tematică a folosințelor parcului

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………………..

…………..

CAPITOLUL IV

ASPECTE FINALE

4.1.Discuții și concluzii

Realizarea unor baze de date aferente fondului forestier este o problemă de actualitate și perspectivă care este necesar a fi avută în vedere de gospodăria silvică.

Utilizarea logisticii moderne referitoare la obținerea produselor cartografice, este în prezent posibilă având în vedere posibilitățile tehnice și de personal existente.

Deși baza cartografică a fondului forestier național nu este actualizată în prezent există posibilități certe de realizare a acestui lucru.

Implementarea sistemelor de calcul specializate pentru realizarea bazelor de date și respectiv a sistemelor informatice geografice este oportună și în același timp necesară având în vedere complexitatea problemelor existente în momentul actual în cadrul fondului forestier național.

Ca urmare s-au realizat hărți tematice pentru studiul arboretelor, consistenței, vârstei și a clasei de producție.

4.2.Recomandări pentru producție

Având în vedere aspectele prezentate anterior se recomandă implementarea fără rezerve a sistemelor informatice geografice în cadrul unităților silvice din cadrul RNP.

Se recomandă utilizarea produselor digitale, respectiv a hărților tematice în vederea desfășurării activităților specifice fondului forestier indiferent de proprietar și administrator.

Bibliografie

1.Abdulamit, Altan; Barbu, Cosmin, 2000, Fundamente GIS, Editura *H*G*A*, București;

2.Aronoff, Stan.,1989, Geographic Information Systems: A Management Perspective, WDL Publications, Ottawa;

3.Bernhardsen, T., 1992, Geographic Information Systems Viak It and Norvegian Mapping Authority;

4.Boș N., 2003, Cadastru general, Editura ALL BECK, București;

5.Chezan M., Petanec D., Popescu C., Fazakas P., 2006, Sisteme Informatica Geografice, Editura Eurobit, Timișoara;

6.Chrisman, Nicholas, 1998, Exploring Geographic Information Systems ESRI, Redlands California;

7.Clarke, Keith C., 1997, Getting started with Geographic Information Systems Prentice-Hall;

8.Cornelius Sarah; Heywood, Ian, 1995, Spatial Operations UNIGIS – Manchester Metropolitan University;

9.Dangermond, J., 1983, Software Components Commonly Used in Geographic Information Systems, ESRI, Redlands, California;

10.DeMers, M.N., 1997, Fundamentals of Geographic Information Systems John Wiley & Sons, Inc;

11.Dumitru G., 2001, Sisteme Geografice Informaționale, Ed. Albastră;

12.Maguire, David J. Goodchild, Michael Rhind, David W., 1991, Geographical Information Systems, Longman Group, Essex;

13.Reeve, Derek, 1994, Atribute Data and Database Theory UNIGIS – Manchester Metropolitan University;

14.Sabău N.C., Crainic Gh. C., 2006, Teledetecție și cadastru forestier, Editura Universității din Oradea;

Programe utilizate

Programe culegere date

MAPSYS PDA 2.0

Programe prelucrat date și raportare grafică

MAPSYS 7.0

Programe de informare cartografică

Adrese utilizate

1.www.trimble.com

2.www.geotop.ro

3.www. geo-strategies. com/support/training

4.www.gis.com

ANEXE

Bibliografie

1.Abdulamit, Altan; Barbu, Cosmin, 2000, Fundamente GIS, Editura *H*G*A*, București;

2.Aronoff, Stan.,1989, Geographic Information Systems: A Management Perspective, WDL Publications, Ottawa;

3.Bernhardsen, T., 1992, Geographic Information Systems Viak It and Norvegian Mapping Authority;

4.Boș N., 2003, Cadastru general, Editura ALL BECK, București;

5.Chezan M., Petanec D., Popescu C., Fazakas P., 2006, Sisteme Informatica Geografice, Editura Eurobit, Timișoara;

6.Chrisman, Nicholas, 1998, Exploring Geographic Information Systems ESRI, Redlands California;

7.Clarke, Keith C., 1997, Getting started with Geographic Information Systems Prentice-Hall;

8.Cornelius Sarah; Heywood, Ian, 1995, Spatial Operations UNIGIS – Manchester Metropolitan University;

9.Dangermond, J., 1983, Software Components Commonly Used in Geographic Information Systems, ESRI, Redlands, California;

10.DeMers, M.N., 1997, Fundamentals of Geographic Information Systems John Wiley & Sons, Inc;

11.Dumitru G., 2001, Sisteme Geografice Informaționale, Ed. Albastră;

12.Maguire, David J. Goodchild, Michael Rhind, David W., 1991, Geographical Information Systems, Longman Group, Essex;

13.Reeve, Derek, 1994, Atribute Data and Database Theory UNIGIS – Manchester Metropolitan University;

14.Sabău N.C., Crainic Gh. C., 2006, Teledetecție și cadastru forestier, Editura Universității din Oradea;

Programe utilizate

Programe culegere date

MAPSYS PDA 2.0

Programe prelucrat date și raportare grafică

MAPSYS 7.0

Programe de informare cartografică

Adrese utilizate

1.www.trimble.com

2.www.geotop.ro

3.www. geo-strategies. com/support/training

4.www.gis.com