Sisteme Informarionale Geografice

GIS – Sisteme Informatice Geografice 1

SISTEME INFORMAȚIONALE GEOGRAFICE 1

1.1. Noțiuni introductive despre GIS (Geographical Information Systems) 3

1.2. Harta (harta analogică si harta digitală) 5

1.3. Precizia datelor digitale 8

1.4. Aplicații GIS 8

1.5. Modelul de date geo-relațional 10

1.6. Platforme utilizate de GIS: 12

1.7. Sisteme GIS deschise 14

2. IMPLEMENTAREA SISTEMELOR INFORMATICE GEOGRAFICE 16

2.1. Etapele de realizare ale unui GIS (sistem informatic geografic): 16

2.2. Evaluarea economica a implementarii unui GIS 19

3. ACHIZIȚIA DATELOR 19

3.2. Modalități de achiziție a datelor textuale 21

=== Sisteme Informarionale Geografice ===

GIS – Sisteme Informatice Geografice 1

SISTEME INFORMAȚIONALE GEOGRAFICE 1

1.1. Noțiuni introductive despre GIS (Geographical Information Systems) 3

1.2. Harta (harta analogică si harta digitală) 5

1.3. Precizia datelor digitale 8

1.4. Aplicații GIS 8

1.5. Modelul de date geo-relațional 10

1.6. Platforme utilizate de GIS: 12

1.7. Sisteme GIS deschise 14

2. IMPLEMENTAREA SISTEMELOR INFORMATICE GEOGRAFICE 16

2.1. Etapele de realizare ale unui GIS (sistem informatic geografic): 16

2.2. Evaluarea economica a implementarii unui GIS 19

3. ACHIZIȚIA DATELOR 19

3.2. Modalități de achiziție a datelor textuale 21

1. INTRODUCERE

1.1. Noțiuni introductive despre GIS (Geographical Information Systems)

Înainte de a vorbi de un GIS (Sisteme Informatice Geografice), ca despre un sistem informatic, trebuie sa definim noțiunea de sistem.

Sistemul reprezintă un ansamblu de elemente interconectate care acționează împreună în scopul realizării unui anumit obiectiv. Pentru a înțelege cum funcționează un sistem vom prezenta câteva caracteristici generale ale sistemului:

are un obiectiv – orice sistem are un scop sau un obiectiv, care în cadrul sistemului, poate fi mai greu sau mai ușor de constatat și definit;

este un ansamblu – orice sistem se compune din cel puțin 2 elemente distincte; fiecare din aceste componente are un rol definit in atingerea obiectivului sistemului;

interconexiunea – pentru ca elementele componente (cel puțin 2) să poată conlucra, trebuie sa fie legate între ele; legăturile dintre ele se numesc conexiuni; scopul acestei legaturi este transmis rezultatelor funcțiilor sale;

prelucrarea – în orice sistem se realizează o anumită transformare a unui subiect oarecare (interior sau pătruns din exterior) supus prelucrării; aproape orice sistem primește ceva – informație sau energie – de la mediul exterior sistemului si transmite altceva mediului in care se găsește sistemul;

intrare / ieșire – orice sistem are o intrare prin care primește semnale de la mediu si o ieșire prin care transmite semnale mediului, mediul fiind ceea ce nu aparține sistemului, sau în afara sistemului;

subsisteme – orice element al unui sistem poate fi la rândul său sistem, situație în care îl denumim subsistem;

limitat – orice sistem este în primul rând limitat in spațiu (are un început și sfârșit) și are limite în timp (orice sistem se naște, se dezvoltă, se degradează și moare);

homeostaza – reprezintă proprietatea unui sistem de a-și menține starea de funcționare în limitele atingerii obiectivelor sale (capacitatea sistemului) și de a-și modifica parametrii de funcționare.

Pentru a ajunge la definiția unui GIS vom prezenta in continuare definiția sistemelor informaționale și a sistemelor informatice.

Sistemul Informațional al unei activități constituie ansamblul:

informațiilor;

surselor;

nivelelor consumatoare;

canalelor de circulație;

procedurilor;

mijloacelor de tratare a informațiilor din cadrul respectivei activități.

Orice activitate specifică are un sistem informațional specific. Acesta trebuie să asigure informații complete în cantitate suficientă, corecte și la nivelul de operativitate cerut de nivelele consumatoare. Elementul care a determinat saltul calitativ al sistemelor informaționale antropice s-a datorat dezvoltării și perfecționărilor procedurilor de prelucrare și automatizare a datelor. Astfel au apărut sistemele informatice ce reprezintă partea automatizată cu ajutorul calculatorului în cadrul unui sistem informațional.

Sistemele Informationale reprezintă:

un ansamblu tehnic si organizatoric de:

persoane;

echipamente;

norme;

metode,

având ca scop:

culegerea;

validarea;

stocarea;

analiza (prelucrarea);

vizualizare (afișare) a datelor si informațiilor.

In acest cadru, GIS (Sisteme informaționale geografice):

reprezintă o colecție organizată compusă din:

hardware,

software,

date geografice,

personal,

destinată:

achiziției,

stocării (inregistrării),

actualizării,

prelucrării,

analizei,

afișării informațiilor geografice (spațiale)

în conformitate cu specificațiile unui domeniu.

Caracteristicile Sistemelor Informaționale Geografice (GIS):

tratarea informației ținând cont de localizarea ei spațială, geografică, în teritoriu prin coordonate;

presupun tratarea unitară într-o bază de date unică și neredundantă a componentelor grafice, cartografice, topologice și tabelare.

includ o colecție de operatori spațiali care acționează asupra unei baze de date spațiale pentru a referi geografic informații reale. Un model de date GIS este complex pentru că trebuie să reprezinte și să interconecteze atât date grafice (hărți) cât și date tabelare (atribute).

sunt utilizate pentru a simula situații și evenimente reale.

Datele geografice reprezintă ansamblul format din:

date spațiale (coordonate geografice – latitudine, longitudine, coordonate carteziene x, y, etc.);

date descriptive (date nongrafice – atribute) asociate obiectelor/fenomenelor geografice (străzi, clădiri, parcele, cămine, accidente etc).

Baza de date geografice este o colecție de date geografice, organizată astfel încăt să faciliteze:

stocarea,

interogarea,

actualizarea,

afișarea,

informațiilor in mod eficient.

1.2. Harta (harta analogică si harta digitală)

Harta analogică, denumită generic hartă “clasică”, reprezintă o imagine convențională a terenului (a Pământului), în care puncte (stâlpi de înaltă tensiune, copaci, fântâni, etc.), linii (drumuri, cursuri de apă, curbe de nivel, etc) și poligoane (cladiri, parcele, zone functionale, etc.) indică poziția și forma spațială a obiectelor geografice iar simboluri grafice și textele descriu aceste obiecte.

O astfel de imagine are câteva caracteristici importante:

este o reprezentare plană a unui teritoriu;

este o reprezentare micșorată a terenului;

este o reprezentare metrică ce permite efectuarea de măsurători.

Aceste măsurători se pot referi la unghiuri, distanțe, arii, coordonate geografice, coordonate rectangulare plane.

Clasificarea generală a hărților:

– hărți topografice – dau o prezentare de ansamblu a teritoriului. Hărțile topografice sunt cele legate de procesele topografice, geodezice, fotogrametrice si prezintă teme la scări mici, elemente de relief, hidrologice, aspecte economice, aspecte turistice, aspecte climatice;

– hărți geografice – sunt de tipul hărți murale, hărți de navigație, hărți date în atlasele geografice.

Caracterul metric al unei hărți (hărți topografice) este de principii matematice bine determinate ce caracterizeaza proiecțiile geografice.

Schemă tehnologică clasică, de principiu pentru obținerea unei hărți imprimate:

1. 2. 3.

Pentru a trece de la suprafața fizică la elipsoidul de referință intervin lucrări de astronomie geodezică, geodezie, gravimetrie etc.

Pentru a trece de la elipsoidul de referință la planul de proiecție intervin lucrări de cartografie matematica.

Pentru a trece de la planul de proiecție la harta propriu-zisă intervin lucrări de întocmire, editare și multiplicare a hărților.

Pentru o hartă analogică modul de realizare a acesteia și conținutul ei sunt supuse unor reguli stricte, fiind dependente de:

suportul pe care se realizează si constrângerile datorate acestuia;

scara viitoarei hărți;

precizia cerută.

Harta digitala

Într-un GIS harta reprezintă o colecție de date (bază de date GIS). Aceasta colecție de date organizate este numită hartă digitală.

Pentru a modela lumea înconjurătoare, GIS utilizează obiecte și relații spațiale.

Obiectele GIS sunt obiecte sau fenomene geografice localizate pe/sau în apropierea suprafeței Pământului. Acestea pot fi naturale (râuri, relief, vegetație), construite (drumuri, retele edilitare, clădiri, poduri, etc.) sau convenționale (frontiere, unități administrative, limite de parcele, etc.). Un obiect GIS se caracterizează printr-o poziție și o formă în spațiul geografic și printr-o serie de atribute descriptive. Relațiile spațiale dintre obiecte (vecinătate, interconexiune, continuitate, incidență, etc.) ajută la înțelegerea situațiilor și luarea deciziilor.

Harta este deasemenea o reprezentare grafică a unei porțiuni din suprafața Pământului în care puncte (stâlpi de înaltă tensiune, copaci, fântâni, locul unor evenimente/fenomene etc.), linii (drumuri, cursuri de apă, curbe de nivel, etc) și poligoane (cladiri, parcele, zone functionale, etc.) indică poziția și forma spațială a obiectelor geografice iar simboluri grafice și texte descriu aceste obiecte. Relațiile spațiale dintre obiectele geografice sunt implicit reprezentate și trebuiesc interpretate de către cel căruia i se adresează harta.

OBSERVAȚIE: Harta digitală (baza de date GIS) este o reprezentare la scara 1:1 a unui teritoriu geografic bine delimitat, informațiile fiind localizate prin coordonate reale (de teren).

1.3. Precizia datelor digitale

Datele G.I.S. sunt caracterizate de precizie, noțiunea de scară dispărând în cazul acestor concepte. Pe o hartă tradițională informațiile geografice sunt înregistrate și reprezentate grafic la o anumită scară cu precizie cartografică standard de 0,1-0,2 mm. Într-o bază de date G.I.S. înregistrarea și reprezentarea grafică sunt două noțiuni distincte. Particularitatea acestor sisteme constă în faptul că datele sunt înregistrate în coordonate reale și pot fi reprezentate la orice scară cu aceeași precizie. Noțiunea de aceeași precizie utilizată anterior este variabilă, deoarece o serie de factori pot influența precizia de reprezentare a datelor. Totuși precizia lor internă se mentine constantă indiferent de scara de reprezentare.

Precizia măsoară de fapt abaterea maximă posibilă dintre poziția reală a obiectului pe suprafața Pământului și poziția indicată prin reprezentarea lui pe foaia de hartă. În cazul GIS precizia este influențată de:

precizia hărții originale după care se face digitizarea/vectorizarea;

scara hărții originale după care se face digitizarea/vectorizarea.

Primul aspect de care trebuie ținut cont aici este precizia cartografică standard de 0,2 mm care funcție de scară asigură datelor GIS o precizie ilustrată în următorul tabel:

Relația dintre precizia datelor GIS și precizia și scara harții clasice

precizia echipamentului de intrare utilizat (digitizor). Precizia echipamentelor de intrare trebuie să fie sub precizia cartografică standard pentru a nu afecta suplimentar precizia datelor GIS obținute. Echipamentele corespunzătoare au precizia de 0,05 mm, 0,076mm, 0,127mm sau la limită 0,190mm;

erori de poziționare în procesul de digitizare și ulterior în cadrul proceselor de georeferențiere (stabilirea relației dintre coordonatele unui punct pe o foaie plană (hartă – 2D) și coordonatele geografice reale din teren (pe suprafața Pământului, care este un geoid – 3D).

1.4. Aplicații GIS

Sistemele informatice geografice (GIS) își dovedesc utilitatea în orice domeniu de activitate care se bazează pe tratarea informațiilor spațiale:

Cadastru

cadastru imobiliar,

cadastru edilitar (inventariere rețele de apă, gaze, termoficare, telefonie, etc..)

cadastru geotehnic, etc.

Urbanism, sistematizare teritorială si Administrație locală

stabilirea amplasării optime a noilor obiective (înzestrări edilitare, cartiere de locuințe, obiective industriale, obiective social-culturale, etc.)

spațiu locativ

arondări pe diverse criterii

studii de urbanism

acordarea permiselor de construcție/demolare

inventarierea folosinței terenurilor

registrul populației

organizarea colectării și depozitării deșeurilor menajere

Geologie

inventarierea și supravegherea zăcămintelor, etc..

Protecția mediului

analiza zonelor afectate de diferiți poluanți (chimici, sonori, fizici, etc.)

Agricultură și pedologie

cartare pedologică,

Silvicultură și îmbunătățiri funciare

cadastru silvic,

supravegherea stării de sănătate a pădurilor, etc..

Petrol și gaze

inventarierea și supravegherea zăcămintelor,

Cartografie

realizarea și actualizarea de hărți și planuri topografice,

realizarea și actualizarea de hărți tematice, etc..

Politica

studii diverse (interacțiuni, zone de influență, etc.)

Comert

amplasarea optima a magazinelor functie de acces auto, concurență, consumatori;

gestionarea stocurilor;

Transporturi

optimizări trasee transport ;

cadastru de specialitate (căi ferate, drumuri, etc..).

1.5. Modelul de date geo-relațional

Un GIS utilizează unul sau mai multe modele de date spațiale pentru a reprezenta obiectele geografice:

modelul vectorial

modelul raster

Modelul de date vectorial

este modelul cel mai utilizat avind mai multe posibilități de aplicare decât cel modelul raster;

programele de analiză bazate pe acest model sunt mult mai complexe.

Principial se consideră că orice element de pe o hartă analogică sau din teren poate fi de tipul: punct, linie, sau poligon. În acest model informația despre puncte, linii sau poligoane este codată și stocată ca o colecție de coordonate X,Y. Un punct este reprezentat printr-o singură pereche de coordonate x, y. O linie este reprezentată printr-un șir ordonat de perechi de coordonate x, y. Un poligon este reprezentat printr-un șir de perechi de coordonate x, y care definesc segmentele liniare ce delimitează poligonul.

Avantajele utilizarii acestui model sunt:

are o reprezentare bună a structurii de date fenomenologice;

structură de date compactă;

topologie ușor de realizat;

grafică superioară;

posibilitatea regăsirii, actualizării, și generării datelor spațiale și atributelor.

Dezavantajele utilizarii acestui model sunt:

structură de date complexă;

combinare dificilă a straturilor tematice;

simulare dificilă deoarece fiecare entitate are propria sa topologie;

afișarea și plotarea pot fi costisitoare mai ales atunci când se urmărește o calitate înaltă;

tehnicile utilizate sunt mai costisitoare.

Fig.1. Imagine vectoriala

Modelul de date raster

reprezintă o zonă de teren sub forma unei matrice (grilă) formată din celule rectangulare uniforme, fiecare celulă având o valoare. Valoarea unei celule indică obiectul situat în acea poziție;

reprezentând celule rectangulare, forma obiectelor nu este foarte exactă și depinde de rezoluția celulei – dimensiunea suprafeței de teren reprezentate de o celulă; cu cât suprafața reprezentată este mai mică, cu atât rezoluția este mai bună și deci datele mai precise, în schimb este nevoie de mai multă memorie pentru stocarea datelor și deci de un timp de prelucrare mai îndelungat;

permite reprezentarea obiectelor GIS punctuale, liniare sau poligonale. Un obiect punctual este reprezentat printr-o valoare într-o singură celulă a grilei. Un obiect liniar apare ca o serie de celule alaturate care redau lungimea și forma obiectului. Un obiect poligonal este reprezentat ca un grup de celule alaturate care redau aria și forma obiectului.

Avantajele acestui model sunt:

structură de date simplă;

suprapunerea și combinarea straturilor este mai ușor de realizat;

simplitatea, care este legată de posibilitatea de efectuare a analizei spațiale;

facilitează realizarea simulărilor deoarece fiecare entitate spațială are aceeași mărime și formă ;

reprezentarea grafică se face fără prelucrări suplimentare;

similitudinea sa cu datele de teledetecție.

Dezavantajele acestui model sunt:

este un mare consumator de memorie, trebuie păstrate valori pentru fiecare celulă;

nu este util pentru reprezentări ale elementelor de tip liniar (exemplu: căi ferate), sau la o rezoluție mare (r=100m) o casă nu mai poate fi reprezentată;

calitatea prezentării datelor grafice este inferioară;

Fig.2. Imagine raster

1.6. Platforme utilizate de GIS:

Funcție de cerințele aplicației Sistemele Informatice Geografice utilizează practic toată gama de platforme de calcul:

Platformele UNIX

Aplicațiile care rulează pe platforme UNIX au, în marea lor majoritate, un grad ridicat de complexitate, fiind legate, în general, si de conceptul de timp real (mission critical). O mare parte a aplicațiilor de GIS pe Internet utilizează platforme UNIX.

Odată cu creșterea performanțelor sistemelor din clasa PC, ponderea utilizării platformelor UNIX pentru aplicații din clasa GIS a scăzut. Există însă, și va continua să existe în viitorul previzibil, un număr important ca pondere de aplicații GIS care vor utiliza platforme UNIX.

Platforme Windows (98/NT/2000)

Ponderea acestor platforme este într-o continuă creștere. Acest lucru se datorează atât creșterii performanțelor platformelor din clasa PC, cât și a stabilității și performanțelor sistemelor de operare din clasa Windows. Aplicațiile GIS care utilizează platforme Windows au un grad extrem de variat de complexitate, de la cele simple, până la cele deosebit de complexe.

Internet/Intranet

Constituie în prezent platforma cu dinamica cea mai ridicată. Aplicațiile denumite generic Internet Map Server, aplicații care utilizează Internet drept platformă pentru accesul, transferul si analiza datelor spațiale, cunosc o dezvoltare masivă. Internet este platforma ideală pentru aplicațiile care presupun accesul unui număr practic nelimitat de utilizatori simultan. Există în prezent aplicații Internet cu grad ridicat de complexitate care se adresează unei clase largi de utilizatori, de la aplicațiile cu caracter didactic (exemplu National Geographic Map Machine, www.nationalgeographic.com ), la cele privind informațiile legate de protecția mediului și avertizare în caz de dezastre naturale (Environmental Protection Agency, www.epa.gov) și chiar informații cu caracter general cum sunt de exemplu cele din clasa Digital Cities (www.digitalcity.com www.digitalamerica.com) sau turism (www.travelweb.com , www.travelscape.com).

Prin publicarea datelor în Intranet și a datelor publice (de interes cetățenesc) în Internet sub forma unui site GIS-WEB, se vor asigura avantaje suplimentare prin:

extinderea modului de comunicare la nivelul administrațiilor locale fără multiplicarea redundantă a datelor;

reducerea costurilor de implementare și exploatare a sistemului informatic atât din punctul de vedere al programelor necesare, cât și din punctul de vedere al echipamentelor. Odată creată structura unui astfel de proiect pentru diferite grupuri de utilizatori, este necesară doar o conexiune la Internet, un calculator, un program de navigare pe Internet pentru a consulta, analiza și chiar modifica date;

reducerea cerințelor de pregătire informatică în favoarea specializării în domeniul activităților administrațiilor locale sau județene;

creșterea gradului de comunicare cu cetățenii;

adoptarea de soluții financiare prudente, eficiente, bine adaptate obiectivului lor.

Windows CE

O platforma cu o dinamică ridicată. Sistemele de calcul sunt din clasa palmtop (cât un calculator de buzunar). Aplicațiile tipice din această clasă sunt cele de culegere a datelor. Avantajul evident este legat de utilizarea unei platforme din clasa Windows, reducând sau eliminând în acest fel problemele legate de incompatibilități care apar la transferul de date. O aplicație este de exemplu sistemul de navigare auto-asistat de calculator, bazat și pe utilizarea tehnologiilor GPS (Navtech, GDT).

Funcție de cerințele aplicației Sistemele Informatice Geografice utilizează practic toată gama de platforme.

1.7. Sisteme GIS deschise

În ultimii ani a crescut nevoia de informare asupra teritoriului, ca bază pentru planificare, dezvoltare și controlul resurselor. De asemenea tehnologia a avansat suficient de mult pentru a putea pune la dispoziția utilizatorilor mijloace de informare rapide și eficiente.Unul dintre aceste mijloace este Internetul care oferă o comunicare pe plan internațional detaliată și de calitate între producătorii de software și utilizatori.

Ca urmare a creșterii solicitărilor au apărut organizații care sprijină și promovează activitățile din domeniu. Cele mai importante organizații sunt: OpenGIS, USGS, EPA, UNIGIS, TERRA BAVARIA, GIM.

Open GIS Consortium

Consorțiul OpenGIS, prescurtat OGC, este cea mai importantă organizație dedicată dezvoltării unui sistem accesibil de geoprocesare. OGC a avut și are un semnificant impact asupra geodatelor și geoprocesării în diverse activități.

OGC acceptă noua tehnologie și evoluție a modelelor de afaceri. Adică pentru un proces deschis OGC a creat specificația OpenGIS, specificație de software fără precedent, condiție necesară pentru interoperabilitatea geoprocesării.

OGC înseamnă întâlniri, promoționale, activități, publicații, educare Network.

Fig1. Interfețele OpenGIS oferă deschidere asupra geodatelor, accesului și integrării cu și între Comunitățile Informatice Geografice.

Consorțiul OpenGIS are succes deoarece stârnește interes în toate sectoarele industriei. Structura și metodele asigură operații deschise și o corectă participare.

Adresa pe Internet este: – http://www.opengis.org/

USGS – United States Geological Survey – știință pentru o lume în schimbare

USGS (United States Geological Survey, omologul din SUA al Institutului Geologic al Romaniei) este un lider mondial în științe naturale, în legătură directă pentru a putea răspunde nevoilor societății.USGS pune la dispoziție informații științifice asupra:

descrierii și înțelegerii Pământului:

minimizarea vieții și proprietăților mediului natural:

organizarea resurselor de apă, biologice, energetice și minerale:

sporirea și protejarea calității vieții.

Strategia constă în combinarea și sporirea diverselor programe USGS, capabilităților și talentului, în creșterea implicării clienților în știința Pământului și contribuția la rezoluția unui complex de rezultate.

Cercetările U.S.Geological Survey oferă o imagine diferită asupra terenului, prin studiul schimbărilor Pământului și ajutor în luarea deciziilor asupra rezolvării problemelor de aceste tip: cutremure, alunecări de teren, submersia continentelor, întâlnirea ghețarilor.

Adresa pe Internet este: – http://www.usgs.gov/

EPA – U.S. Enviromental Protection Agency

Misiunea U.S. Enviromental Protection Agency (Agenție de Protecție a Mediului din SUA) este de a proteja sănătatea omului și a păzii mediul natural – aerul, apa și pământul – de care depinde viața.

Proiecte și programe:

parteneriate industriale;

programe de cercetare;

programe de interes general;

programe de interes geografic;

oficii, regiuni, laboratoare și alte locații majore.

Adresa pe Internet este: – http://www.epa.gov

UNIGIS

UNIGIS este o cooperare de universități pentru acordarea de Certificate, Diplome și cursuri Master de GIS, prin învățarea de la distanță, inclusiv cu ajutorul Internetului.

A fost fondată în 1990, are în prezent site-uri în 11 țări și 900 de studenți.

Adresa pe Internet este: – http://www.unigis.org/

TERA BAVARIA

Această organizație are ca misiune de bază difuzarea de date cadastrale pe Internet, pentru piața europeană.

Oferă acces la:

date geografice;

ATKIS și date cadastrale;

date rutiere;

imagini foto și satelitare;

date despre infrastructură, date statistice, date asupra proprietăților, etc.

Adresa pe Internet este: – http://www.geowar.de/

Firmele producătoare de software sunt surse directe și eficiente de informații. Dintre acestea amintim:

SICAD Geomatics – http://www.sicad.com/

Autodesk – http://www.autodesk.com/gis/

Intergraph (GeoMedia) – http://www.intergraph.com

Erdas – http://www.erdas.com/

ESRI – http://www.esri.com/

Bentley – http://www.bentley.com

2. IMPLEMENTAREA SISTEMELOR INFORMATICE GEOGRAFICE

2.1. Etapele de realizare ale unui GIS (sistem informatic geografic):

Identificarea problemei

Achiziționarea datelor

Proiectarea Bazei de Date a sistemului informatic

Realizarea Bazei de Date spațiale și textuale

Analiza datelor

Prezentarea rezultatelor și propunerea soluțiilor optime

2.1.1. Identificarea problemei

În aceasta etapă trebuie să se identifice:

natura rezultatelor care sunt căutate, caracteristicile generale și locale ale zonei care urmează a fi analizată;

natura datelor necesare și tipurile de straturi tematice care vor fi necesare pentru soluționarea problemei;

etapele care trebuie parcurse pentru ca harțile finale și rapoartele finale să conțină informațiile solicitate și să fie utilizabile.

Achiziționarea datelor

În aceasta etapă trebuie să se identifice și localizeze:

sursa de informații primare;

sursa de informații secundare;

care servesc la construirea BD.

Proiectarea Bazei de Date a sistemului informatic

Proiectarea Bazei de Date constă in stabilirea detaliată a structurii BD. Eventualele omiteri produse în această etapă sunt de regulă dificil de remediat ulterior.

Proiectarea BAZĂ DE DATEse face in 4 etape:

Identificarea caracteristicilor spațiale, atributelor și straturilor tematice necesare presupune:

identificarea tuturor datelor spațiale și atributelor;

organizarea straturilor tematice;

identificarea straturilor tematice;

realizarea manuscriselor de hartă;

Definirea parametrilor de stocare pentru fiecare atribut presupune:

determinarea atributelor necesare fiecărui strat tematic (se stabilesc parametrii specifici fiecărui atribut și tipurile de variabile care vor fi stocate.

Asigurarea registrației coordonatelor:

o bază de date este constituită dintr-un număr de straturi care acoperă aceeași zonă geografică. Dacă suprapunerea nu este corectă, vor apărea probleme la prezentarea grafică și la prezentarea rapoartelor finale. Eliminarea acestor probleme se face prin registrație coordonatelor.

Proiectarea fișierelor de lucru presupune:

construirea bazei de date prin achiziția datelor necesare.

în cazul în elementele caracteristice nu sunt în format digital, vor trebui introduse prin digitizare sau scanare.

Realizarea Bazei de Date spațiale și textuale presupune:

Realizarea Bazei de Date spațiale:

Achiziția datelor spațiale se poate realiza prin:

digitizare;

scanare;

utilizarea datelor digitale existente;

achiziția datelor teren (prelucrarea măsurătorilor).

Prelucrarea datelor spațiale:

verificarea și înlăturarea erorilor de digitizare;

realizarea topologiei;

identificarea erorilor realizate după construirea topologiei;

corectarea erorilor de topologie.

Realizarea Bazei de Date textual ese realizează prin:

stabilirea caracteristicilor atributelor (numele câmpurilor, tipul datelor și cantitatea de memorie necesară pentru stocare);

Completarea tabelelor de atribute ale claselor de elemente caracteristice;

Identificarea erorilor de introducere a datelor:

Analiza datelor

Un GIS permite următoarele tipuri de analize asupra bazei de date:

analiza datelor spațiale;

analiza datelor textuale;

analiza integrată a datelor spațiale și textuale.

Prezentarea rezultatelor și propunerea soluțiilor optime

Rezultatele pe care le furnizează un GIS pot fi:

prezentarea datelor curente;

prezentarea unei categorii selectate a datelor;

prezentarea unei predicții asupra stării datelor la un moment dat.

După analiza datelor spațiale și textuale, rezultatele prelucrării pot fi prezentate sub formă grafică sau textuală.

Harta (o formă grafică de prezentare) conține în general următoarele componente:

a) elemente spațiale:

elemente de tip arie (ex.: parcele, clădiri, etc..);

elemente liniare (ex.: străzi, căi ferate, râuri, etc..);

elemente punctuale (ex.: copaci, stâlpi, fantani, puncte de triangulație, etc.).

elemente compuse.

b) elemente cartografice:

scara grafică;

săgeata direcției N (nordul geografic).

legende;

titluri și texte explicative;

2.2. Evaluarea economica a implementarii unui GIS

Prin implementarea unui GIS se intelege utilizarea unei dotări materiale (echipamente de calcul, periferice si softwareGIS) și a unor diverse surse de hărti de către o organizație in vederea dezvoltării unei aplicații bine definite. Evaluarea eficienței implementării GIS pornește de la estimarea costurilor și beneficiilor legate de aceasta activitate.

Structura costurilor implementării unui GIS provine din cheltuieli efectuate pentru:

achizitia de echipamente;

achizitia de programe;

pregatirea personalului;

implementarea, instalarea solutiei/software-ului;

introducerea datelor;

intretinere anuala (programe, echipamente, instruire personal).

In acest context principalele cheltuieli provin din:

achiziția;

conversia;

actualizarea;

intreținerii datelor.

3. ACHIZIȚIA DATELOR

Principalele probleme legate de introducerea unui GIS sunt cele referitoare la crearea si intreținerea bazei de date, aceasta fiind o activitate dificilă și costisitoare. Realizarea bazei de date cu precizia necesară este dificilă, deoarece acest lucru trebuie realizat pornind de la materiale sursă afectate de diferite erori. Realizarea bazei de date reprezintă de aproximativ 50-60 % din costul total de implementare a unui GIS. Odată realizată baza de date trebuie avute în vedere costurile substanțiale pentru actualizarea bazei de date.

3.1 Modalități de achiziție a datelor spațiale (grafice)

Sursele provin din:

hărți digitale deja existente;

hărți analogice care urmează a fi scanate, digitizate/vectorizate;

hărți analogice care urmează a fi scanate;

date din ridicări topografice;

date din măsurători fotogrammetrice;

date din măsurători de teledetecție;

date din măsurători satelitare cu GPS.

Hărțile digitale

După digitizare o hartă devine o bază de date spațială, la scara 1:1. Informația spațială cuprinsă poate fi transformată cu ajutorul funcțiilor unui GIS, funcții ce permit printarea sau plottarea la orice scară și în orice proiecție.

Hărți analogice

Sunt hărțile obișnuite, desenate pe material plastic sau pe hârtie. Acestea, pentru a forma o bază de date accesibilă calculatorului, trebuie transformate, adică digitizate. Acest proces de digitizare constă în transformarea fiecărui punct de pe planșeta de digitizare prin intermediul unui program într-o pereche de coordonate-digitizor x,y. Toate aceste perechi de coordonate formează fișierele de tip vectorial ce generează straturile de elemente fie de tip punct, linie sau poligon.

Date provenite din ridicări topografice

Aceste date se obțin utilizând instrumente de măsurat specifice (teodolite, nivele, stații totale) cadastrului, topografiei, topografiei inginerești, măsurătorilor subterane.

Stațiile totale permit măsurarea unui număr mare de puncte care se pot înregistra pe o cartelă PCMCIA astfel încât datele se pot descărca în calculator atunci când s-au terminat măsurătorile din teren. Aceste măsurători se pot prelucra cu programe soft special realizate a compensa punctele din rețeaua respectivă ce acoperă zone respectivă, iar apoi cu ajutorul unor pachete soft de tip AUTOCAD se pot desena elementele măsurate pe teren. Deoarece modelul în care lucrează un astfel de soft este de tip vector, aceste fișiere pot fi importate într-un GIS pentru a le crea topologia și a le prelucra mai departe.

Date din măsurători fotogrametrice

Odată cu dezvoltarea în anii '80 a tehnicii de calcul într-un mod așa de spectaculos, s-a putut face trecerea de la fotogrammetria analogică la fotogrammetria analitică ce a făcut uz de o aparatură simplificată pentru măsurătorile fotogramelor și stereogramelor, dar și de principii matematice ce au ajutat la crearea de programe pentru înregistrarea pe calculator a acestor coordonate ale punctelor. Aceste principii ale fotogrammetriei analogice au fost preluate de fotogrammetria digitală. Aceasta utilizează imagini obținute prin baleierea în spațiul-obiect (creând o imagine digitală) sau prin scanarea imaginilor analogice (creînd o imagine digitizată). Datele obținute sub formă raster sunt înregistrate pe suport magnetic. Însă, după cum știm, există programe de conversie Raster / Vector, dar și că un GIS poate lucra cu ambele tipuri de formate ale imaginii. În concluzie, putem spune că datorită acestor dezvoltări extrem de puternice a sistemelor informatice și a calculatoarelor în general, domenii destul de variate ca fotogrammetria sau Baza de Date din componența unui GIS pot conlucra.

Date din măsurători de teledetecție

Teledetecția se ocupă cu achiziționarea de informații calitative și cantitative asupra obiectelor și fenomenelor din mediul înconjurător pe baza unor măsurători efectuate de la distanță față de obiecte, dar și cu prelucrarea geometrică și radiometrică a acestor înregistrări, analiza și extragerea de informații din imaginile digitale. Achiziția presupune o sursă de energie, un mediu de transmisie, o interacțiune cu materia, un senzor ce primește semnalul propagat prin mediul de transmisie, și răspunsul senzorului ce este înregistrat în timp real, apoi prelucrat și analizat în scopul recunoașterii caracteristicilor fizico-chimice ale obiectului. Prelucrarea imaginilor de teledetecție presupune prelucrări geometrice ce constau în aducerea la scară a imaginilor, efectuarea de corecții geometrice, registrația relativă și absolută ce reprezintă aducerea în corespondență geometrică a imaginilor de prelucrat cu imaginea de referință sau harta digitală și prelucrări radiometrice ce constau în general în filtrarea, întărirea imaginii, sau slăbirea ei, operații în general invariante asupra poziției geometrice. În final se pot face analize ale imaginii în scopul extragerii informațiilor calitative din acestea și întocmirii hărților. Toate aceste operații se fac pe calculator, imaginea asupra căreia se lucrează fiind o imagine digitală în format raster. Datorită posibilității conversiei Raster / Vector aceste imagini deja corectate pot fi transformate în formatul dorit, și implementate într-un GIS care le poate folosi în scopurile sale.

Date din măsurători satelitare cu GPS

Metodele avansate GPS permit măsurători de latitudine, longitudine și altitudine a fi determinate într-o perioadă relativ scurtă de timp cu acuratețea (precizia ) de ordinul centimetrilor. O aplicație practică a metodelor GPS ar putea fi folosită atunci când în teren au survenit modificări în zone inaccesibile, iar hărțile digitale deținute nu includ aceste modificări. Astfel cu ajutorul GPS-lui se pot face rapid aceste măsurători, se poate crea topologia cu ajutorul unor programe speciale pentru a fi recunoscute de un GIS și apoi se pot implementa în acesta pentru a fi prelucrate mai departe.

3.2. Modalități de achiziție a datelor textuale

Sursele sunt în general eterogene și pot proveni din:

baze de date deja create și administrate cu ajutorul unui SGBD;

anuare statistice;

enciclopedii geografice;

alte surse de tipul monografiilor, care cuprind date statistice sau descriptive despre domeniul în care vrem să folosim un GIS.

Baze de date deja create și administrate cu ajutorul unui SGBD (Sistem de Gestiune al Bazei de Date)

Datele descriptive (atributele) ce caracterizează datele spațiale se înregistrează într-o bază de date de tip relațional. Aceste baze de date conțin informații înregistrate pe suport magnetic, adică pe hard-disk, pot fi folosite nu numai într-un caz sau o situație pentru care au fost înregistrate prima dată, ci într-o mulțime de alte situații, informația nepierzându-se prin utilizări repetate. Cu ajutorul unui Sistem de Gestiune al Bazei de Date (SGBD), acestea pot fi controlate, organizate și manipulate într-un mod optim, astfel încât în orice situație aceste informații să fie utile celui care le folosește, dar și pentru analiza în cauză.

Anuare statistice

Anuarului Statistic al României din anul 1996, redactat de Comisia Națională pentru Statistică. Aceste anuare se editează în mod repetat, la anumite intervale de timp, cuprinzând date ce caracterizează nu numai anul precedent editării, anul 1995, dar și date din anii anteriori, chiar din 1990, putându-se face cu ajutorul acestuia o analiza a perioadei 1990-1995. Pentru unele situații apar date chiar de la începutul secolului sau din 1930. Cuprinde 18 capitole ce sunt concepute într-o succesiune logică a domeniilor și înfățișează utilizatorilor o cantitate sporită de informații, judicios structurată, privind geografia și mediul înconjurător, veniturile, cheltuielile și consumul populației, prețurile, protecția socială, rețelele de sănătate și învățământ, cultura și cercetare. Cuprinde de asemenea informații ample referitoare la agricultură, silvicultură, industrie, construcții, transporturi, telecomunicații, comerț, turism și servicii, indicatori sintetici macroeconomici și conturile naționale, precum și date statistice privind Bugetul, Finanțele, Balanța de plăți externe și Dezvoltarea teritorială a țării. În partea finală a Anuarului se prezintă date de statistică internațională. De asemenea, trebuie precizat că la începutul fiecărui domeniu apare trecută sursa autorizată de date cât și o succintă prezentare a capitolului cu o explicare a acestor date în cadrul domeniului respectiv și în legătură cu realitățile mediului înconjurător specifice României. O altă caracteristică a acestui anuar este structura bilingvă a cărții, astfel fiecare domeniu și articol apărând redactat atât în limba română cât și în limba engleză.

Enciclopedii geografice

Pentru exemplificare vom considera "Enciclopedia geografică a României" realizată de Editura științifică și enciclopedică, București, în anul 1982, prima enciclopedie de acest gen din România. Această enciclopedie, elaborată de un larg colectiv de geografi de la Universitatea din București și de alți specialiști din profile apropiate, oferă unei largi categorii de cititori, prin bogăția de date, varietate tematică și concizie, o bună posibilitate de informare asupra României și județelor sale, ea fiind structurată pe 2 părți: una generală și una regională. Cea generală este consacrată prezentării unitare, complexe, a teritoriului României, informația fiind concentrată în mari articole de sinteză, iar cea regională, mai amplă, este rezervată județelor și municipiului București, cu aspectele lor fizico-geografice și economice, sociale, politice, cultural-științifice. Trebuie spus ca elementele esențiale ale lucrării le constituie textul și hărțile la diferite scări și în 12 culori de bază, ce reunesc aproximativ 860 de planșe, schițe, profile, grafice. Dacă textul, literatura de specialitate este elaborată de colectivul de redacție al Facultății de Geografie, hărțile în totalitate au fost realizate de colectivul de redacție al IGFCOT-ului.

Editorial

gis@aniap

Revista Electronica a Grupului de GIS din ANIAP

Un studiu de istoria sistemelor geografice arată că prima lucrare ce poate fi considerată ca analiză spațială a datelor este opera unui medic londonez. În timpul epidemiei de holeră din Londra din secolul al XIX-lea medicul și-a dat seama că propagarea bolii este strâns legată de apa fîntânilor. Dar nu a reușit să convingă conducerea orașului. Atunci i-a venit ideea de a reprezenta pe harta orașului fântânile și locuințele cu persoane înbolnăvite. Rezultatul a fost surprinzător. Fântânile considerate a fi infestate au fost înconjurate de 80% din cazurile de înbolnăviri. Conducerea orașului a luat imediat măsuri de închidere a fântânilor semnalate, propagarea bolii s-a oprit.

Prin acest exemplu doream să precizez calitatea de multidisciplinaritate a sistemelor GIS și puterea de convingere a informațiilor geospațiale.

GIS intre avantaje si riscuri

Chiar dacă de la inițierea primelor proiecte de GIS, sistemele informatice geografice au evoluat de la modele monolitice inoperabile, inextensibile și neportabile la modele distribuite, orientate – obiect și s-au realizat multe cercetări în acest domeniu totuși de cele mai multe ori, in implementarea unui GIS, se face abstracție de analiza și proiectarea anterioara implementări.

Sistemele informatice geografice prezintă avantajele multiple, printre acestea amintim:

Datele sunt mult mai bine organizate,

Eliminarea redundanțelor în stocarea datelor,

Facilitatea actualizărilor,

Analize, statistici, căutări mult mai ușoare,

Utilizatorii sunt mai productivi,

Optimizarea structurii organizaționale și a fluxului de informații intern,

Creșterea productivității și acurateței datelor,

Optimizarea accesului la informații,

Transparentizarea deciziilor,

Reducerea timpului de lucru,

Eliminarea operațiilor redundante.

Avantajele utilizării sistemelor informatice geografice și aplicabilitatea acestora in foarte multe domenii a dus la răspandirea acestui concept. Majoritatea institutiilor, companiilor care lucrează cu date spațiale au inițiat un proiect de tip GIS.

Daca la inceput implementarea unui sistem informatic geografic a însemnat achiziție de hard și soft, în prezent se pune din ce în ce mai mare accent asupra colectării datelor și implementarea sistemelor informatice geografice personalizate.

Sisteme Informatice Geografice personalizate au fost dezvoltate pentru utilizări diverse:

Inventarierea cadastrului tehnico-edilitar

Aplicații de mediu, poluare si realizare studii de impact

Analize și strategii financiare

Aplicații de monitorizare a rețelelor tehnico-edilitare,

Aplicații de prevenire a dezastrelor,

Aplicații turistice, protejare monumente,

Aplicații de rutare,

Aplicații de inventariere a domeniul public si privat,

Aplicații urbanistice etc..

Implementarea acestora însă nu este lipsită de eșec, peste 80% din implementările inițiate nu au fost duse la bun sfârșit. Statistic, cele mai multe dezamăgiri și nerealizari ale proiectelor GIS au avut ca și cauze lipsa unei analize complete inclusiv a riscurilor. Chiar dacă un GIS este un proiect multidisciplinar acest lucru este deseori neglijat iar implementarea unui astfel de proiect este inițiat deseori de specialiști de cadastru, geografie, urbanism sau protecția mediului fără o colaborare cu informaticieni. Aceștia încep colectarea datelor într-un mod haotic, iar proiectul se trasfera informaticienilor când sumele investite depasesc milioane de dolari și realizarea unui sistem informatic bazat pe datele colectate este practic imposibil.

Astfel principalele riscuri in implementarea unui sistem informatic geografic sunt:

Lipsa analizei duce la importarea datelor spațiale intr-un mod haotic, fără sa se aiba in vedere inconsistența și redundanța datelor;

Inceperea implementării in lipsa unei analize complete;

Lipsa de ințelegere a procesului de inovație tehnologica și așteptări nerealiste de timp și costuri;

Așteptări nerealiste și estimarea timpului de realizare diferit de cel real;

Lipsa de ințelegere a procesului de inovatie tehnologică;

Costurile ridicate și intinderea procesului de implementare pe un timp îndelungat;

Lipsa fondurilor necesare pregătirii profesionale în domeniul GIS, a personalului implicat în implementare, actualizare și utilizare;

Peter Croswell, vicepreședintele unei firme de cosultanță în GIS a incercat să definească factorii care contribuie la implementarea cu succes a unui sistem informatic geografic, printre acestea amintim:

Evaluarea riscului organizational și reevaluarea acestuia pe parcursul proiectului,

Obținerea unui angajament din partea conducerii instituției,

Angajarea unui manager de proiect din fazele inițiale ale proiectului,

Proiectarea amanunțită a arhitecturii sistemului,

Echipa de analiză să fie interdisciplinara,

Implicarea utilizatorilor în analiza,

Formularea unei planificări,

Alocarea unei resurse suficiente de timp și bani,

Informarea permanenta a finanțatorilor, a viitorilor și potențialilor utilizatori asupra stadiului proiectului,

Trainning specializat permanent tuturor participantilor în proiect.

GIS pentru : Monitorizare/management dezastre naturale

Dezastre naturale manifestate pe teritoriul județului Vaslui:

iarna : viscole și troieniri, ce acoperă totul, case, căi de acces;

iarna : chiciura accentuată ce rupe cablurile rețelelor electrice și de telefonie;

iarna și început de primavara: inundații provenite din topirea rapidă a ghețurilor și zăpezilor acumulate;

primavara, vara: secete prelungite;

primavara, vara, toamna : vifornițe, urmate sau nu, de ploi torențiale care fac ravagii.

Utilizarea GIS pentru pompieri

Întreținerea hidranților necesită suplimentare de personal și de buget. Pentru pompieri este o problemă vitală ca în caz de incendiu să știe în timp foarte scurt unde au hidranți accesibili și dacă aceștia funcționează. Pentru a rezolva acestă problemă, Primăria în colaborare cu Aquaterm și Detașamentul de Pompieri au realizat următoarea lucrare.

Au fost tipărite planuri la scara 1:5000 pe hârtie A4 care conțineau: străzi, clădiri, parcele, numere poștale, etc. O echipă formată din personal de la Aquaterm și Pompieri au mers în teren, au verificat hidranții, i-au localizat pe planurile 1:5000 și au adăugat date privind cele constatate în teren pentru fiecare hidrant.

Compartimentul de informatică a transpus în Sistemul Informatic Geografic informațiile de localizare și funcționalitate a hidranților. Pe de altă parte, deja există date de populație pentru fiecare clădire, de la pregătirea recensământului din 2002.

O primă analiză a fost realizată pentru timpul de sosire la un incendiu al mașinii de pompieri.

Viteza de deplasare în oraș a mașinii de pompieri este de 30 km/h iar timpul de alarmare de la primirea unui telefon este de două minute. Suprafața din interiorul cercului verde reprezintă zona în care pompierii vor ajunge în maxim 7 minute de la primirea unui telefon. Cu discuri roșii sunt reprezentate incendiile care au avut loc în primul semestru al anului 2004 în Târgu-Jiu. O interogare spațială spune că în această zonă locuiesc 45560 de persoane. Aceasta înseamnă că pentru 47,5% din locuitorii orașului pompierii pot sosi în mai puțin de 7 minute de la anunțarea prin telefon. În viitor, administrația locală va putea folosi Sistemul Informatic Geografic pentru a plasa optim și alte servicii de pompieri pentru a asigura servicii de urgență la fel același nivel pentru toți locuitorii orașului.

Asemănător am procedat și în cazul hidranților. SIG-ul ne-a permis să reprezentăm grafic un buffer (o anvelopă) la 100 m de hidranți. Sistemul ne-a răspuns că în zona limitată de acest buffer locuiesc 31092 persoane (clădirile reprezentate cu verde) ceea ce înseamnă că 32,4% din locuitorii municipiului au un hidrant la 100 m. Având această hartă tematică, în viitor Primăria va instala hidranți în locații optime pentru a asigura cât mai mulți cetățeni cu hidranți pe o distanță de 100 m.

În momentul când pompierii ajung la locul unui incendiu au nevoie să folosească un hidrant și trebuie să știe care sunt hidranții funcționali. Deja au fost tipărite hărți pentru a fi utilizate de pompieri în situații de urgență. În harta alăturată, cu albastru îngroșat sunt reprezentanți hidranții funcționali. Această hartă va ajuta și Aquaterm să-și planifice repararea hidranților defecți mai bine și pe viitor să întrețină mai eficient sistemul de hidranți.

Aceste analize spațiale ar fi fost imposibil de realizat folosind hărți tradiționale, dar lucrul care este cel mai important este că GIS-ul poate fi de folos administrației locale să îmbunătățească serviciile de urgență pentru comunitate într-un mod eficient.

Doriti sa utilizați GIS-ul?

Sistemele informaționale geografice (GIS – Geographical Information Systems) sunt tehnologii de integrare a informațiilor, provenind de la surse disparate, în formate diverse, pentru a fi analizate și interpretate într-un cadru unitar cu referire spațială.

Un GIS utilizează mai multe modele de date spațiale pentru a reprezenta obiectele geografice: vectorial, raster, TIN (Triangular Irregular Network).

În modelul de date vectorial, obiectele sunt reprezentate avînd o delimitare bine definită în spațiu. Poziția și forma obiectelor este reprezentată utilizând un sistem de coordonate x,z.

Modelul de date raster reprezintă o zonă de teren ca o matrice formată din celule rectangualre uniforme, fiecare celulă având o valoare. Grila este reprezentată într-un sistem de coordonate x,y. Coordonatele x,y ale unei celule se calculează pe baza coordonatelor unui punct de referință, de obicei unul din colțurile grilei (numărul liniei/coloanei și dimensiunea celulei pe x și y). Valoarea celulei indică obiectul situat în acea poziție. Există trei metode pentru stabilirea valorilor unei astfel de celule: clasificarea obiectelor, în care valoarea indică un anumit tip de obiecte (drum, clădire, tip de sol), indicarea valorii culorii (nivelul de gri înregistrat într-o fotografie), indicarea unei măsurători relative (altitudinea față de nivelul mării, înălțimea unei clădiri față de nivelul solului).

Reprezentate prin celule rectangulare, formele obiectelor nu sunt foarte exacte și depind de rezoluția celulei. Prin rezoluția celulei se înțelege dimensiunea suprafeței de teren reprezentate de o celulă. Cu cât rezoluția este mai mică, cu atât precizia datelor crește, dar calculatoarele au nevoie de mai multă memorie, spațiu mai mare pe disc și un timp de prelucrare mai îndelungat.

Pentru a reprezenta forma suprafețelor se utilizează modelul TIN. Această structură a datelor desemnează un set de triunghiuri adiacente, fără suprapuneri, interconectate topologic prin noduri, construite din puncte spațiate neregulat, fiecare punct având coordonate (x,y,z). Cu ajutorul acestei structuri se pot modela tridimensional rupturi de teren, zone de discontinuitate. Prin urmare, structura TIN se utilizează cu precădere pentru modelul digital al terenului.

Modelul de date GIS reprezintă suprafața Pământului într-un format digital structurat, care să permită utilizatorilor crearea, editarea, actualizarea, analiza și reprezentarea grafică a datelor geografice.

Elementul fundamental al tuturor produselor ESRI îl constituie modelul de date Arc Info, care abstractizează informațiile geografice utilizând concepte simple: punct, linie, poligon și bazele de date relaționale.

Modelul de date Arc Info utilizează două concepte de bază: structura de date arc-nod și topologia matematică (pentru a reprezenta explicit relațiile spațiale dintre obiecte).

Sistemul informatic geografic este o colecție organizată, compusă din hardware, software, date geografice și personal, destinată achiziției, stocării, actualizării, prelucrării, analizei și afișării informațiilor geografice în conformitate cu specificațiile dintr-un domeniu aplicativ.

Harta este o reprezentare grafică a unei porțiuni din suprafața Pământului în care puncte, linii și poligoane indică poziția și forma spațială a obiectelor geografice iar simbolurile grafice și textele descriu aceste obiecte. Relațiile spațiale dintre obiecte sunt implicit reprezentate și trebuiesc interpretate de cel căruia i se adresează harta.

Prin date geografice se înțelege ansamblul format din date spațiale (coordonate) și date descriptive (atribute). O bază de date spațială este o colecție de date geografice organizată în mod structurat, astfel încât stocarea, interogarea, actualizarea, afișarea și tipărirea informațiilor conținute să se realizeze într-un mod accesibil.

Referențierea geografică constă în stabilirea relației dintre coordonatele unui punct pe o foie plană de hartă și coordonatele geografice reale din teren.

Pentru a avea succes în implementarea unui GIS, schema de organizare a personalului trebuie să prevadă îndeplinirea operativă a 11 activități generale. Desigur, nu este exclus ca o singură persoană să execute mai multe dintre aceste activități sau ca un colectiv de persoane să se ocupe exclusiv doar de una dintre activitățile prevăzute. Fiecare dintre acestea necesită anumite cunoștințe, aptitudini, personalități.

1.  Conducătorul de proiect. Acesta trebuie să înțeleagă cum se pot aplica tehnologiile GIS pentru rezolvarea problemelor proprii organizației pentru care lucrează. El trebuie să cunoască care sunt cerințele utilizatorilor GIS-ului implementat. Întrucât implementarea lui este costisitoare și de lungă durată, el trebuie să fie capabil să mențină încrederea factorilor de decizie ai organizației, pentru a susține și finanța implementarea. Conducătorul de proiect trebuie să înțeleagă performanțele și limitările unui GIS. Trebuie să evalueze corect resursele, costurile necesare implementării unor aplicații tipice GIS și strategiile de urmat. Conducătorul de proiect selecționează și conduce personalul calificat implicat în realizarea celorlalte 10 activități, răspunde de productivitatea echipei sale și de răsplătirea corectă a eforturilor depuse de membrii ei.

2.  Analistul GIS. Persoana aceasta trebuie să posede cunoștințe tehnice și experiență în aplicarea unui GIS pentru a rezolva cerințele utilizatorilor. El trebuie să fie capabil să proiecteze și să automatizeze baza de date spațială, să proiecteze și să execute aplicații informatice tematice și analize spațiale complexe. Evident, analistul GIS trebuie să fie capabil să poarte un dialog cu toți utilizatorii potențiali ai sistemului în curs de implementare și să traducă apoi cerințele acestora în termenii unei specificații tehnice, care să asigure realizarea procedurilor GIS, care să răspundă tuturor așteptărilor utilizatorilor. Procesul acesta se desfășoară iterativ. După implementarea aplicației, solicită observații utilizatorilor pentru a aduce corecții și îmbunătățiri aplicației.

3.  Administratorul bazei de date. Acesta trebuie să posede experiență în proiectarea bazei de date spațiale, în organizarea logică a obiectelor geografice pe straturi tematice, alegerea surselor de date adecvate fiecărui strat tematic, definirea și codificarea informațiilor descriptive. Administratorul bazei de date trebuie să asigure automatizarea ei prin alegerea procedurilor celor mai eficiente de exploatare. Răspunde de gestionarea, actualizarea, asigurarea calității, integrității și confidențialității datelor după caz.

4.  Administratorul GIS. Posedă cunoștințele necesare exploatării echipamentelor, sistemelor, aplicațiilor informatice și bazei de date spațiale pentru a implementa într-o manieră productivă și securizată, toate funcțiile specificate de analistul GIS. El este responsabilul cu activitatea productivă curentă: începând cu operațiile de introducere a datelor și terminând cu generarea de grafice, schițe, planuri, hărți și rapoarte reprezentând rezultatele unei analize spațiale.

5.  Desenatorul tehnic și/sau specialistul în interpretare fotogrametrică. Acesta se ocupă cu realizarea de hărți prin integrarea și compilarea informațiilor provenite de la diferite surse. Aceste hărți constituie sursa de date pentru digitizare/scanare și introducerea unor informații descriptive. El poate utiliza: planuri și hărți existente, fotograme aeriene, imagini satelitare, studii de teren și să posede cunoștințe necesare interpretării tematice a datelor utilizate. De asemenea, trebuie să posede cunoștințele de bază ale cartografiei.

6.  Operatorul pentru digitizare/scanare/introducere date de la tastatură. El digitizează sau scanează hărți în scopul obținerii lor sub formă vectorizată. El introduce datele tabelare reprezentând atributele obiectelor geografice din baza de date, editează hărțile digitale pentru corectarea erorilor și efectuează actualizarea bazei de date. Execută toate operațiile specificate de administratorul bazei de date și GIS.

7.  Specialistul în redactarea rezultatelor finale. Acesta se ocupă cu producerea de grafice, schițe, scheme, planuri, hărți și rapoarte. El trebuie să stabilească procesul de redactare a rezultatelor finale pe care să-l apeleze utilizatorul. Pentru aceasta, trebuie să posede cunoștințe cartografice cu scopul realizării unor hărți de bună calitate, cu un mesaj clar, ușor de înțeles, respectând specificațiile utilizatorului aplicației.

8.  Administratorul de sistem. Este responsabil cu întreținerea sistemului de calcul (hard și soft), utilizate pentru implementarea unui GIS. Trebuie să asigure funcționarea tuturor componentelor necesare implementării. Administratorul de sistem trebuie să posede cunoștințe și experiență, necesare întreținerii diverselor tipuri de echipamente precum și interconectării acestora în rețele. El efectuează operații de instalare și întreținere a hard-ului și soft-ului, precum și arhivarea informațiilor (date și programe) conform unui program bine stabilit.

9.  Programatorul de aplicații. Acesta se ocupă cu dezvoltarea de interfețe utilizator orientate către aplicație. Utilizând secvențe complexe de comenzi, acesta realizează aplicațiile tematice respectând toate cerințele utilizatorilor. El trebuie să cunoască în profunzime funcțiile GIS, structura și conținutul bazei de date, cerințele utilizatorilor și modul de lucru tradițional cu care este obișnuit utilizatorul și să posede și cunoștințe de programare.

10.  Instructorul de GIS. Implementarea unui GIS este mai ușoară dacă, utilizatorul pe lângă cunoștințele și experiența specifice domeniului său de activitate, posedă și cunoștințe despre funcțiile unui GIS. În general, activitatea de instruire cuprinde două etape: informarea potențialilor utilizatori despre posibilitățile unui GIS și școlarizarea privind modul de exploatare al aplicațiilor implementate.

11.  Utilizatorul. Acesta trebuie să furnizeze informațiile de specialitate necesare proiectării și implementării bazei de date și a funcțiilor GIS.