GIS 1 - cvut.czgeo102.fsv.cvut.cz/~landa/vyuka/155GIS1/prednasky/gis1... · 2018-10-03 · (geodézie, DPZ, fotogrammetrie) Vední obory zamˇ eˇˇrené na automatizaci zpracování

1/19

Úvod Základní pojmy Úvod do GIS

GIS 1155GIS1

Martin LandaLena Halounová

Katedra geomatikyCVUT v Praze, Fakulta stavební

#1

2/19


Copyright c© 2013-2018 Martin Landa and Lena HalounováPermission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNUFree Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free SoftwareFoundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.

http://www.gnu.org/licenses/fdl.html

http://www.gnu.org/licenses/fdl.html

http://www.fsf.org/

http://www.fsf.org/

3/19


Obsah

Úvod

Základní pojmy

Úvod do GIS

4/19


Úvod | Geomatika, GIS

Definice geomatiky (zdroj: Wikipedia)

Geomatika je podle technické normy ISO 19122 definována jakovedecký a technický interdisciplinární obor zabývající se sberem,distribucí, ukládáním, analýzou, zpracováním a prezentacígeografických dat nebo geografických informací.

• Pojem „geomatika“ má koreny ve Francii, dále se rozšíril dofrancouzsky mluvících oblastí Kanady, pozdeji vzniklomezinárodne používané anglické synonymum „geomatics“

• V ceském pojetí je širším integrovaným vedním oboremprevážne zamereným na sber geografických dat ruznýmizpusoby merení, jejich prvotní zpracování a distribuci

• Tento termín se historicky používá na Západoceské univerzitev Plzni a nyní nove i na CVUT v Praze

http://cs.wikipedia.org/wiki/Geomatika

http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=31088

http://geomatika.kma.zcu.cz


4/19












4/19












4/19



Geomatika dle Lauriniho a Thomsona (1992)

Návaznost na:• Vední obory používající pojem prostor• Vední obory zamerené na sber a zpracování prostorových dat

(geodézie, DPZ, fotogrammetrie)• Vední obory zamerené na automatizaci zpracování informací,

dat (informatika, statistika)• Obory, které využívají informacní systémy mající vztah k Zemi

(lesnictví, urbanismus, architektura, krajinné plánování,sociologie a pod.)

• Obory stanovující pravidla pro sber, zpracování a prezentaci dat(právo, ekonomie)

http://www.google.cz/books?id=gU0-01nPj5MC&dq=laurini+thompson+1992&lr=&hl=cs&source=gbs_navlinks_s

4/19



4/19










4/19



4/19










4/19



4/19










4/19



4/19










4/19



5/19



Definice GIS (zdroj: Wikipedia)

Geografický informacní systém (GIS) (anglicky: Geographicinformation system) je na pocítacích založený informacní systém prozískávání, ukládání, analýzu a vizualizaci dat, která mají prostorovývztah k povrchu Zeme.• Informacní systém je soubor lidí, technologických prostredku

a metod, které zabezpecují sber, prenos, zpracování a uchovánídat za úcelem tvorby prezentace informací pro potreby uživatelu.

Definice GIS (zdroj: ISO 19101)

Informacní systém zabývající se informací, jež se týká jevupridružených k místu vztaženému k Zemi

http://cs.wikipedia.org/wiki/GIS

5/19



Definice GIS (zdroj: Wikipedia)

Geografický informacní systém (GIS) (anglicky: Geographicinformation system) je na pocítacích založený informacní systém prozískávání, ukládání, analýzu a vizualizaci dat, která mají prostorovývztah k povrchu Zeme.• Informacní systém je soubor lidí, technologických prostredku

a metod, které zabezpecují sber, prenos, zpracování a uchovánídat za úcelem tvorby prezentace informací pro potreby uživatelu.

Definice GIS (zdroj: ISO 19101)

Informacní systém zabývající se informací, jež se týká jevupridružených k místu vztaženému k Zemi

http://cs.wikipedia.org/wiki/GIS

6/19


Úvod | Literatura a další zdroje• Kolár J.: Geografické informacní systémy 10 (skriptum CVUT)• Tucek J.: GIS geografické informacní systémy. Principy a praxe.

(Computer Press, 1998)• Rapant P.: Geoinformatika a geoinformacní technologie

(VŠB-TU Ostrava, 2006)• Smith M., Goodchild M., Longley P.: Geospatial Analysis (2007)• Hrubý M.: Geografické Informacní Systémy (GIS) - Studijní

opora. VÚT v Brne, 91 str.

https://www.researchgate.net/publication/40387847_Geoinformatika_a_geoinformacni_technologie

http://www.spatialanalysisonline.com/

http://perchta.fit.vutbr.cz/vyuka-gis/uploads/1/GIS-final2.pdf


6/19





opora. VÚT v Brne, 91 str.Online (anglicky):• Internation Journal of Geographic Information Systems / Science• GIM• a další . . .

Online (cesky):• GeoBusiness• GISportál.cz• Geomatika CVUT @ FB• a další . . .





http://www.tandfonline.com

http://www.gim-international.com/

http://www.geobusiness.cz/

http://www.gisportal.cz/

https://www.facebook.com/groups/207476836095088/

6/19





opora. VÚT v Brne, 91 str.

Organizace (ceské):• CAGI (Ceská asociace pro geoinformace)• Obcanské sdružení Otevrená GeoInfrastruktura

Organizace (mezinárodní):• OGC• OSGeo• ISPRS• a další . . .





http://www.cagi.cz/

http://www.osgeo.cz

http://www.opengeospatial.org/

http://www.osgeo.org/

http://www.isprs.org/

7/19


Obsah

Úvod

Základní pojmy

Úvod do GIS

8/19


Základní pojmyGeografie (zemepis) (zdroj: Wikipedia)

• Z reckého „pozemský“ + „psáti“, cesky „zemepis“• Veda studující prostorové rozšírení jevu na Zemi (presneji cásti

Zeme, nazývané „krajinná sféra“), jejich vzájemnou interakcia vývoj v case

• Soustava prírodních a spolecenských ved zkoumající prírodnía výrobní komplexy a jejich složky (Ilustrovaný encyklopedický slovník, 1980)

Informatika (zdroj: Wikipedia)

• Obor lidské cinnosti, který se zabývá zpracováním informací• Zahrnuje množství specializovaných vedních a technických

oboru• Veda o systematickém a automatickém zpracování údaju

a informací s použitím pocítacu podle algoritmu

http://cs.wikipedia.org/wiki/Geografie

http://cs.wikipedia.org/wiki/Informatika

8/19


Základní pojmyGeografie (zemepis) (zdroj: Wikipedia)

• Z reckého „pozemský“ + „psáti“, cesky „zemepis“• Veda studující prostorové rozšírení jevu na Zemi (presneji cásti

Zeme, nazývané „krajinná sféra“), jejich vzájemnou interakcia vývoj v case

• Soustava prírodních a spolecenských ved zkoumající prírodnía výrobní komplexy a jejich složky (Ilustrovaný encyklopedický slovník, 1980)

Informatika (zdroj: Wikipedia)

• Obor lidské cinnosti, který se zabývá zpracováním informací• Zahrnuje množství specializovaných vedních a technických

oboru• Veda o systematickém a automatickém zpracování údaju

a informací s použitím pocítacu podle algoritmu

http://cs.wikipedia.org/wiki/Geografie

http://cs.wikipedia.org/wiki/Informatika

9/19


Základní pojmy | Informatika

Informace (zdroj: Wikipedia)

• V nejobecnejším smyslu chápána jako údaj o reálném prostredí,o jeho stavu a procesech v nem probíhajících

• V informatice tvorí informaci kódovaná data (protiklad šumu),která lze vysílat, prijímat, uchovávat a zpracovávat technickýmiprostredky

• alfa-informace: informacní obsah (sémantika)• beta-informace: nosná informace (signál) - hmotný nositel

informacního obsahu• kód: soubor pravidel prirazení informacního obsahu signálum

http://cs.wikipedia.org/wiki/Informace

9/19


Základní pojmy | Informatika

Informace (zdroj: Wikipedia)

• V nejobecnejším smyslu chápána jako údaj o reálném prostredí,o jeho stavu a procesech v nem probíhajících

• V informatice tvorí informaci kódovaná data (protiklad šumu),která lze vysílat, prijímat, uchovávat a zpracovávat technickýmiprostredky

• alfa-informace: informacní obsah (sémantika)• beta-informace: nosná informace (signál) - hmotný nositel

informacního obsahu• kód: soubor pravidel prirazení informacního obsahu signálum

http://cs.wikipedia.org/wiki/Informace

10/19


Základní pojmy | InformatikaÚdaj / Data (zdroj: Wikipedia)

• Veškeré informace v digitální (císelné) podobe urcenék pocítacovému zpracování

• Data (napr. císlo, text, obrázek, zvuk atd.) jsou zapsány(kódovány) v podobe posloupností císel (bajtu) a uloženy napr.v operacní pameti pocítace nebo na záznamovém médiu

• slovo - konecná posloupnost znaku abecedy podle požadavkusyntaxe

• syntaxe - soubor pravidel pro vytvárení prípustných retezcuabecedy

• zpráva - posloupnost slov, která je nositelem informacníhoobsahu

• údaj - zpráva anebo její cást zpracovatelná strojem

http://cs.wikipedia.org/wiki/Data_(po��ta�e)

10/19


Základní pojmy | InformatikaÚdaj / Data (zdroj: Wikipedia)

• Veškeré informace v digitální (císelné) podobe urcenék pocítacovému zpracování

• Data (napr. císlo, text, obrázek, zvuk atd.) jsou zapsány(kódovány) v podobe posloupností císel (bajtu) a uloženy napr.v operacní pameti pocítace nebo na záznamovém médiu

• slovo - konecná posloupnost znaku abecedy podle požadavkusyntaxe

• syntaxe - soubor pravidel pro vytvárení prípustných retezcuabecedy

• zpráva - posloupnost slov, která je nositelem informacníhoobsahu

• údaj - zpráva anebo její cást zpracovatelná strojem

http://cs.wikipedia.org/wiki/Data_(po��ta�e)

11/19


Obory informatikyTeoretická informatika (zdroj: Wikipedia)

Teoretická informatika je oblast matematické informatiky, kterázkoumá matematické zákonitosti, které mají využití v pocítacícha zpracování informací

Praktická informatikaVývoj metod pro tvorbu pocítacových programu (prekladace, operacnísystémy, simulace, umelá inteligence a pod.)

Technická informatikaArchitektura pocítacu (provoz a rízení procesu)

Aplikovaná informatika

Aplikace metod teoretické, praktické a technické informatiky do jinýchved a oblastí (podniková informatika, lékarská informatika cigeoinformatika)

http://cs.wikipedia.org/wiki/Teoretick�_informatika

11/19









11/19









11/19









12/19


Obory informatiky | Geoinformatika

Definice geoinformatiky (zdroj: Wikipedia)

Geoinformatika je geoinformacní (geografie + informatika) veda,zabývající se vývojem a aplikací metod pro rešení problému geoved(tj. „ved o Zemi“) a príbuzných oboru, se specifickým durazem nageografickou polohu objektu.

V rámci geoved se jedná o novou vedu, mezi jejíž oblasti výzkumua aplikací v soucasnosti patrí:• Získávání (digitálních) geodat v terénu• GNNS (globální družicový polohový systém) – GPS, GLONASS• Analýza a hodnocení dat DPZ (dálkový pruzkum Zeme)• GIS (geografické informacní systémy)• Systémy pro podporu rozhodování• Digitální kartografické systémy• Trojrozmerná (3D) vizualizace, virtuální realita

http://cs.wikipedia.org/wiki/Geoinformatika

12/19


Obory informatiky | Geoinformatika

Definice geoinformatiky (zdroj: Wikipedia)

Geoinformatika je geoinformacní (geografie + informatika) veda,zabývající se vývojem a aplikací metod pro rešení problému geoved(tj. „ved o Zemi“) a príbuzných oboru, se specifickým durazem nageografickou polohu objektu.

V rámci geoved se jedná o novou vedu, mezi jejíž oblasti výzkumua aplikací v soucasnosti patrí:• Získávání (digitálních) geodat v terénu• GNNS (globální družicový polohový systém) – GPS, GLONASS• Analýza a hodnocení dat DPZ (dálkový pruzkum Zeme)• GIS (geografické informacní systémy)• Systémy pro podporu rozhodování• Digitální kartografické systémy• Trojrozmerná (3D) vizualizace, virtuální realita

http://cs.wikipedia.org/wiki/Geoinformatika

13/19


Obsah

Úvod

Základní pojmy

Úvod do GIS

14/19


Jak lze chápat GIS

1. Technologie (hardware a software)2. Aplikacní nástroj – informacní systém organizacní jednotky

(napr. krajský, mestský úrad, záchranná služba, hasici a pod.)3. Vední obor – integrace nekolika oboru s durazem na

interdisciplinárnost a integraci (tj. vzájemné propojení ruznýchoboru)

• Pocítacem podporovaný sber dat• Modelování dynamických prostorových procesu numerickými

a statistickými metodami• Digitální zpracování obrazových dat (DPZ)• Digitální kartografie (CAC)• Znalostní prístupy jako základ prostorových systému pro podporu

rozhodování

14/19


Jak lze chápat GIS






rozhodování

14/19


Jak lze chápat GIS






rozhodování

15/19


Ruzné definice GIS

• Jakýkoliv soubor manuálních nebo pocítacových procedurpoužívaných k ukládání a manipulaci geografických dat(Aronoff, 1989)

• Informacní technologie, která ukládá, analyzuje a zobrazujeprostorová a neprostorová data (Parker, 1989)

• Databázový systém, ve kterém je vetšina údaju prostorovedefinována a jehož zpracování lze použít procedury dotazu naprostorové entity v databázi (Smith, 1987)

• Systém pro podporu rozhodování, který umožnuje integraciprostorove definovaných údaju v prostredí rešení problému(Cowen, 1988)

• . . .

15/19


Ruzné definice GIS





• . . .

15/19


Ruzné definice GIS





• . . .

15/19


Ruzné definice GIS





• . . .

16/19


Vlastnosti GISGIS na pocítacích založený informacní systém urcený pro

1. získávání — sber (capture),2. správu — manipulace (manipulate), ukládání (store)

a vyhledávání (retrieve),3. analýzu (analyse),4. modelování a5. vizualizaci (display) geografických dat (geodat).

Geodata jsou charakterizována

• geometrií,• topologií,• tématikou (atributy) a• dynamikou (zmena v case)

16/19


Vlastnosti GISGIS na pocítacích založený informacní systém urcený pro

1. získávání — sber (capture),2. správu — manipulace (manipulate), ukládání (store)

a vyhledávání (retrieve),3. analýzu (analyse),4. modelování a5. vizualizaci (display) geografických dat (geodat).

Geodata jsou charakterizována

• geometrií,• topologií,• tématikou (atributy) a• dynamikou (zmena v case)

17/19


Aplikacní oblasti GIS• Demografie (populace)

Využití:• Casto obchodní úcely• Sociologické studie a pod.

Data:• Statistická data (census)• Hranice poštovních okrsku• Financní a sociální data• a další ...

Zdroj: Wikimedia Commons

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0f/2010populationdensityoklahoma.svg

17/19


Aplikacní oblasti GIS• Životní prostredí (Environment management)

Využití:• Monitorování znecištení (Pollution monitoring)• Presné zemedelství (Precision farming)• Odhad volne žijící zvere, . . .

Data:• Geofyzikální• Dálkový pruzkum Zeme (remotely sensed)• Infrastruktura• Využití území (land-use)


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1e/Weeklysst.gif

17/19


Aplikacní oblasti GIS• Zarízení budov (údržba a plánování úcinných sítí infrastruktury)

Využití:• Plynové, vodovodní, elektrické vedení, ropné potrubí• Optické vodice, telefonní sít’, stokové síte

Data:• Interní a celková infrastrukturní data• Statistická data• Povrch území (land-cover)


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/2013_Edition_GIS_Route_of_Kazakhstan_-_China_Crude_Oil_Pipeline.JPG

17/19


Aplikacní oblasti GIS• Sít’ové analýzy (Network analysis)

Využití:• Dopravní analýzy• Vyhledání nejkratší cesty, obchodní cestující a pod.

Data:• Infrastrukturní data• Statistická data (Census)• Meteorologická data• Okamžitý stav prujezdnosti a další


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/04/GISNetworkExample.svg

17/19


Aplikacní oblasti GIS• Územní plánování a rozvoj (Land management)

• LIS (Land Information System)• UIS (Urban Information System), tj. „mestský informacní systém“

Požadavky:• Casový pohled na data• Velké množství právních podkladu, které se postupne digitalizují

Data:• Infrastrukturní• Statistická data (census) a další


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/BLM-Winnemucca-NCA-Map_1-01_reference.png

18/19


Proc používat GIS?

Odpoví na otázky

1. Poloha• Kde je?• Co se nachází v?

2. Podmínka v poloze• Co se nachází v oblasti do 20 km od daného mesta?

3. Trend• Jak se zmenil pocet obyvatel v obci za posledních 20 let?

4. Cestovní spojení• Jaká je nejkratší cesta z . . . do . . . ?

5. Struktura• Jaké je složení obyvatelstva z hlediska vzdelanosti?

6. Modelování• Jaké oblasti budou bez signálu, když vypadne daný vysílac?

18/19



Odpoví na otázky







18/19



Odpoví na otázky







18/19



Odpoví na otázky







18/19



Odpoví na otázky







18/19



Odpoví na otázky







19/19


Uživatelé GISKdo používá GIS?

• verejné organizace• komercní sektor (velké až malé firmy)• státní správa• samospráva• jednotlivci• . . .

Documents

GIS 1 - cvut.czgeo102.fsv.cvut.cz/~landa/vyuka/155GIS1/prednasky/gis1... · 2018-10-03 · (geodézie, DPZ, fotogrammetrie) Vední obory zamˇ eˇˇrené na automatizaci zpracování