Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS)

Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) είναι συστήματα που βασίζονται σε υπολογιστή και χρησιμοποιούνται για τη συλλογή, την αποθήκευση και απεικόνιση δεδομένων σχετικών με τις θέσεις στην επιφάνεια της Γης. Πολλά σύνολα δεδομένων μπορούν να εμφανιστούν σε ένα χάρτη ή εικόνα. Το  GIS

βοηθά στην οργάνωση και να απλοποίηση των πληροφοριών, καθιστώντας δυνατή την ανάλυση των σχέσεων και των προτύπων μεταξύ διαφορετικών τύπων δεδομένων. Οι εικόνες GIS μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθούν για την καλύτερη κατανόηση σύνθετων  δεδομένων που εμφανίζονται σε ένα εύρος χρόνου και χώρου. Μια σημαντική χρήση GIS περιλαμβάνει τη δημιουργία time-lapse εικόνων για διεργασίες που συμβαίνουν σε μεγάλες περιοχές και μεγάλα χρονικά διαστήματα. Στην time-lapse απεικόνιση, μεμονωμένα καρέ των οπτικών δεδομένων μπορούν να συλληφθούν με βραδύτερο ρυθμό στη συνέχεια συνδυάζονται με ταχύτερο ρυθμό.
Για παράδειγμα, στοιχεία που δείχνουν την κίνηση του νερού στους ωκεανούς και τα ατμοσφαιρικά ρεύματα, βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την παγκόσμια κίνηση της υγρασίας και της θερμικής ενέργειας. Αυτά τα ρεύματα μεταφοράς, του αέρα και του νερού, ρυθμίζουν τις τοπικές καιρικές συνθήκες και το κλίμα του πλανήτη. Χωρίς τη χρήση των εικόνων GIS, θα ήταν πολύ δύσκολο να καταλάβουμε πώς αλληλεπιδρούν όλες αυτές οι πολύπλοκες διαδικασίες ή να γίνουν προβλέψεις για τις μελλοντικές καιρικές και κλιματικές συνθήκες. Η τεχνολογία GIS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση ανθρωπογενών δραστηριοτήτων που σχετίζονται με φυσικά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένων των εμπορικών οδών της ναυτιλίας, της καταστροφής οικοτόπων, της αύξηση του πληθυσμού, αλλά και του Σέλαος.

Πηγή: http://education.nationalgeographic.org/media

Ορισμός.

Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών - GIS είναι ένα σύστημα πληροφοριών που ενσωματώνεται από την συσκευή (Hardware), το λογισμικό η πρόγραμμα (Software), τα γεωγραφικά δεδομένα (Data) και το προσωπικό (Personnel) για την διαχείριση, την ανάλυση, την καταγραφή και την παρουσίαση σύμφωνα με προκαθορισμένες εντολές και πληροφορίες, όλα τα γεωγραφικά δεδομένα στον ηλεκτρονικό υπολογιστή.

Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών αντιπροσωπεύουν τον πραγματικό κόσμο σε έναν υπολογιστή με τρόπο παρόμοιο με τα διαγράμματα που απεικονίζουν τον πραγματικό κόσμο σε χαρτί. Αναπτύσσει υψηλής ποιότητας χάρτες και διαγράμματα.

σχέδιο:http://www.geoexelixi.gr

Υπάρχουν δύο μοντέλα που επιτρέπουν να αντιπροσωπεύουν Γεωγραφικά δεδομένα, αυτά είναι τα εξής: 

Vector, Raster (Image) Data και πίνακες δεδομένων τα γνωστά σε μας attribute data.
Vector: Είναι τα δεδομένα και οι πληροφορίες που αναφέρονται σε σημεία, γραμμές και πολύγωνα. Είναι κωδικοποιημένα και αποθηκεύονται ως μια συλλογή x, y συντεταγμένων για να εκπροσωπήσουν ένα χωρικό χαρακτηριστικό ή τοπολογίας σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο. Μια γραμμή μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα δρόμο, ένα σύνορο γης η άλλων ορίων. Ένα σημείο αντιπροσωπεύει τα σχολεία, εκκλησίες, σιδηροδρομικούς σταθμούς, το Δημαρχείο κάθε πόλης και τέλος το πολύγονο αντιπροσωπεύει μια περιοχή γης, υδατικό, τα δάση, πάρκα και άλλα.
Raster: Είναι το μοντέλο δεδομένων που πολλές φορές απεικονίζεται από μια εικόνα. Αποτελείται από σειρές, στήλες και κελιά (pixels). Θα μπορούσε ακόμα να είναι μια φωτογραφία από ένα δορυφόρο, θα μπορούσε να είναι μια πανοραμική φωτογραφία.

σχέδιο http://www.srh.noaa.gov/bmx/?n=gis

Με τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, οι αναλυτές μπορούν να δείξουν πάνω στον χάρτη (χαρτογραφήσουν) διάφορα πράγματα. Με την χαρτογράφηση μπορούμε να δούμε χαρακτηριστικά, φαινόμενα και χώρους που αναζητούμε, για να μπορέσουμε να αναλάβουμε δράση.

Βασικοί τομείς των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών  

Το πεδίο της Επιστήμης Γεωγραφικών Πληροφοριών: 

1. Χαρτογραφία - Επιστήμη της κατασκευής χαρτών.
2. Photogrametry – η κατασκευή χαρτών από λήψη δορυφορικών εικόνων ή ορθοφωτογραφιών.
3. Τηλεπισκόπηση - είναι η επαφή που αφορά στην ενημέρωση από την ορατή και μικροκυμάτων περιοχών του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, μέσα από εκτυπωτές και κάμερες που βρίσκονται στις κινητές πλατφόρμες όπως το αεροσκάφος ή διαστημόπλοιο και η ανάλυση των πληροφοριών που αποκτήθηκαν μέσα από φωτογραφίες και άλλες εικόνες.
4. GIS - Σωρεία στρωμάτων που εκπροσωπεί όλους τους τύπους γεωγραφικών δεδομένων.
5. Τοπογράφων - Global Positioning Systems.

Οι θεμελιώδης έννοιες των Γεωγραφικών Συστημάτων συνδέονται στενά με τους χάρτες και το περιεχόμενό τους. Στην πραγματικότητα, οι έννοιες του χάρτη αποτελούν τη βάση για την πληρέστερη κατανόηση των GIS.

Χάρτης είναι ένα μοντέλο το οποίο δείχνει διάφορα χαρακτηριστικά του πραγματικού κόσμου πάνω σε ένα χάρτη η μια επίπεδη επιφάνεια, έτσι που ο άνθρωπος να μπορεί να τα βλέπει όπως ένα πουλί που βλέπει την γη από ψηλά.


Το κύριο χαρακτηριστικό ενός χάρτη είναι το πλαίσιο οπού παρουσιάζει την κύρια απεικόνιση των γεωγραφικών πληροφοριών, δηλαδή μια σειρά από στρώσεις

που καλύπτουν μια συγκεκριμένη περιοχή. Για παράδειγμα στρώματα ενός χάρτη όπως οι ποταμοί, τα δάση, κτίρια, υψόμετρα, δορυφορικές εικόνες και αλλά πολλά.

Τα διάφορα στρώματα δεδομένων:

Πόλεις / Σχολεία

Δρόμους

Ύδρευση

Υψόμετρο

Σύνορα

Χρήση της γης

Τα πιο πάνω στρώματα του χάρτη είναι βασικά θεματικές παραστάσεις γεωγραφικών δεδομένων και πληροφοριών όπως για παράδειγμα οι μεταφορές, και το νερό. Έτσι που αυτά τα στρώματα να μπορούν να μεταφέρουν πληροφορίες μέσω:

α. διακριτικών στοιχείων όπως γραμμές, σημεία και πολύγονα.

β. χρώματα και σήματα που να βοηθούν για την περιγραφή των αντικειμένων         πάνω στον χάρτη.

γ. μέσω αεροφωτογραφιών και δορυφορικών εικόνων.

Σύνθεση και διάταξης ενός χάρτη

Τα στοιχειά του Χάρτη:

Τίτλος

Προσανατολισμός

Υπόμνημα

Όνομα Χαρτογράφου

Ημερομηνία που παρθήκαν τα δεδομένα

Κλίμακα

Προβολέας


Χωρική ή σχέση τοποθεσίας με τον χάρτη

Οι χάρτες μεταφέρουν γεωγραφικές σχέσεις που μπορούν να ερμηνευθούν και να αναλυθούν από τους αναγνώστες. Σχέσεις που αφορούν και βασίζονται σε συγκεκριμένες τοποθεσίες, ονομάζονται “Χωρικές σχέσεις” “Spatial relationships”. Για παράδειγμα:

Ποια είναι τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά που γειτονεύουν με άλλα χαρακτηριστικά. 

Για παράδειγμα, το πάρκο που βρίσκεται δίπλα στο πανεπιστήμιο.
Ποια γεωγραφικά χαρακτηριστικά επεκτείνονται πέρα από το καθορισμένο σημείο. 

Για παράδειγμα, η σιδηροδρομική γραμμή διασχίζει τον αυτοκινητόδρομο.




Γεω-αναφορά 

Γεω-αναφορά: Εκχώρηση γεωγραφικών συντεταγμένων και τοποθεσιών

Όλα τα στοιχειά στον χάρτη έχουν μια συγκεκριμένη γεωγραφική θέση που τους επιτρέπει να βρίσκονται πάνω η δίπλα από την επιφάνεια της γης. Η ικανότητά να περιγράφει ακριβώς αυτές τις γεωγραφικές θέσεις, έχει κρίσιμη σημασία και στα δύο, την χαρτογράφηση και στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. Για να περιγράψουμε μια σωστή θέση με το σχήμα των χαρακτηριστικών, απαιτείται 

ένα πλαίσιο για να μπορέσει να καθορίσει και να ορίσει τοποθεσίες από τον πραγματικό κόσμο στο χάρτη μας. Η διαδικασία αυτή καλείται Γεω-αναφορα / georeferencing.Η Γεω-αναφορά μας επιτρέπει να δείξουμε πάνω σε ένα χάρτη διαφορά στρώματα δεδομένων από διάφορες πηγές αφού πρώτα δηλωθούν σωστά μέσα στο πρόγραμμα. 

Γεωγραφικές Συντεταγμένες

Ένα γεωγραφικό σύστημα συντεταγμένων που χρησιμοποιείται για να αντιστοιχίσουμε και περιγράψουμε γεωγραφικές τοποθεσίες, είναι το γνωστό παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων από το γεωγραφικό πλάτος και μήκος. Το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί σφαιρικές μετρήσεις γεωγραφικού πλάτους και μήκους σε μοίρες από το κέντρο της γης στο σημείο πάνω στην επιφάνεια της γης που θέλουμε να καταλήξουμε. Ένα άλλο πλαίσιο είναι το καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων x,y και ένα άλλο το τρισδιάστατο το 

3D Coordinate System x,y,z.

α. Γεωγραφικό Σύστημα Συντεταγμένων 

β. Καρτεσιανές Συντεταγμένες 

γ. 3D

Πηγή: Τμήμα Γεωγραφικών Επιστημών, Καθηγητής Γιώργος Σεκκές

http://www.gsekkes.com/GIS