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