Geoinformatika X – Geoinformační infrastruktury a standardy jaro 2017 Petr Kubíček kubicek@geogr.muni.cz Laboratory on Geoinformatics and Cartography (LGC) Institute of Geography Masaryk University Czech Republic ANALÝZY RELIÉFU (PRO RASTROVÝ DATOVÝ MODEL) Geoinformatika Sklon svahu • Vychází z definice první parciální derivace povrchu. • Technicky řešeno pohybem okna 3x3 nebo 5x5 pixelů. • Mnoho metod, ale všechny na stejném principu 1. derivace. Realizace výpočtu pomocí fokální funkce. Geoinformatika Příklad Geoinformatika Další charakteristiky reliéfu Expozice (aspect) • Opět založeno na první derivaci ve dvou směrech x a y. • Měřeno od severu (0°) ve stupních po směru hodinových ručiček, 8 kategorií. Horizontální a vertikální zakřivení • Založeno na druhé derivaci změn povrchu. • Lze si představit např. jako křivku vzniklou průsečíkem roviny kolmé k povrchu a tohoto povrchu – záleží na směru roviny vzhledem k povrchu! • TYPY ZAKŘÍVENÍ? Geoinformatika Horizontální a vertikální zakřivení Geoinformatika Zakřivení (ukázka) • Horizontální a vertikální křivost reliéfu -zásadní pro hydrologické analýzy: – Akumulace vody ale i substrátu – eroze – Přímá souvislost s vlhkostí stanoviště (vertikální zakřivení) • Zjištění konkávních (chráněných) a konvexních (exponovaných povrchů) může být využito i v mnoha jiných oborech (např. predikce výskytu druhů, akumulace apod.) Geoinformatika Analýza viditelnosti • Identifikace oblastí viditelných z určitého místa. • Řada aplikačních úloh Geoinformatika Viditelnost mezi body (Line of Sight LoS) Geoinformatika Viditelnost (Multiple Viewshed) • „Která místa jsou z daných pozorovatelen viditelná?“ • „Z kolika pozorovatelen je viditelný daný objekt/místo?.“ • Rozdělení území podle toho, z kterých míst je viditelné. • Situace pro 5 pozorovacích míst. Atributová tabulka rastrové vrstvy obsahuje sloupce pro každý pozorovací bod a pomocí hodnot „1“ a „0“ rozlišuje, zda jsou místa označená danou hodnotou z tohoto bodu viditelná. Geoinformatika Analýza viditelnosti z více bodů HYDROLOGICKÉ ANALÝZY Geoinformatika Směr odtoku • Směr odtoku je takový směr, kterým při simulaci povrchového odtoku odtéká voda z dané buňky. • Podle toho, zda je pro danou buňku povolen pouze jeden směr odtoku (směr odpovídající největšímu spádu) či směrů více, jedná se buď o jednosměrný (single flow) či vícesměrný (multiple flow) odtok. • ArcGIS určuje pouze jednosměrný odtok pomocí algoritmu SFD8 (Single Flow 8- Direction), též nazývaný D8 – fokální analýza. Geoinformatika Směr odtoku - kódování Geoinformatika Akumulace odtoku (flow accummulation) • Akumulace vody v buňce neboli akumulace odtoku je dána součtem hodnot buněk, které přispívají do dané buňky. • Údolnice (max) • Hřbetnice (0) GEOSTATISTIKA Geoinformatika Geoinformatika Geostatistika • V širším slova smyslu – statistická analýza prostorově lokalizovaných dat. • Geostatistika v užším slova smyslu – skupina interpolačních algoritmů založených na metodě krigingu. • Pomocí „klasických“ statistických metod lze vhodně analyzovat především atributová data – jejich kvantitativní či kvalitativní vlastnosti. Velmi omezeně však jimi lze charakterizovat prostorové vlastnosti objektů a jevů. • Tyto prostorové vlastnosti jako např. spojitost jevů, prostorovou autokorelaci, prostorové uspořádání (strukturu) lze charakterizovat právě pomocí geostatistických metod – (TOBLER) Více v předmětu „Základy geostatistiky“prof. Dobrovolný. GEOINFORMAČNÍ INFRASTRUKTURY Geoinformatika • Geografické informační systémy (GIS) – technologický základ • Formáty – SHP, DGN, DXF – SDTS • Internet – klient x server architektura Geoinformační infrastruktury (?) Geoinformatika • Nejen technologie, ale také ostatní součásti systému, jakými jsou organizační, datové a politické aspekty. • GII, SDI, prostorové datové infrastruktury. • Clinton (1994): „Národní geoinformační infrastruktura (NGII) zahrnuje technologii, pravidla, standardy a lidské zdroje nezbytné pro sběr, zpracování, ukládání, šíření a zlepšení využití geoinformací“ Vznik GII Geoinformatika • Evropská geoinformační infrastruktura: „Evropský politický rámec vytvářející nezbytné podmínky pro dosažení cílů. Zahrnuje všechny nařízení, regulativy, pobídky a struktury vytvořené jak na úrovni EU institucí, tak na úrovni států“ (Evropská komise, 1995). Překážky organizačního a politického charakteru (!). Evropský rámec GII2000 Geoinformatika „Národní geoinformační infrastruktura České republiky Program rozvoje v letech 2001 – 2005“ (NEMOFORUM), NGII byla popsána jako: „Soubor vzájemně provázaných podmínek, které v prostředí ČR umožňují zajistit a zpřístupnit co největšímu okruhu uživatelů širokou škálu geoinformací uživatelsky vhodnou formou při plném využití potenciálu moderních (geo)informačních a komunikačních technologií“ . Národní geoinformační infrastruktura Geoinformatika Proč INSPIRE? Environmentální požadavky • Potřeba lepších informací pro podporu environmentální politiky • Zlepšení existujících informačních toků • Sdílení informací EC Directive establishing an infrastructure for spatial information in the Community – INSPIRE Situace v Evropě • Nedostatečná přeshraniční koordinace/ koordinace mezi různými úrovněmi v rámci států • Nedostatek standardů • Data špatně využitelná Data o životním prostředí • 90% dat je prostorové povahy