..::Virtual GIS::..

Pe HaiSaRadem.ro vei gasi bancuri, glume, imagini, video, fun, bancuri online, bancuri tari, imagini haioase, videoclipuri haioase, distractie online. Nu ne crede pe cuvant, intra pe HaiSaRadem.ro ca sa te convingi.

Geography is a framework for organizing our global knowledge, and GIS is a technology that allows you to create, manage, publish, and disseminate this knowledge for all of society. GIS provides essential information tools for many levels of society.

Pentru a fi de success, un sistem GIS trebuie sa raspunda unui scop precis in timp util. Trebuie sa se integreze in strategia de business a organizatiei ce va implementa acest sistem informatic pentru a oferi informatiile necesare acesteia. Cheia definiriii unui sistem de succes este de a cunoaste ce rezultate se doresc a fi obtinute.

Aproximativ 80% din datele folosite in analiza unui anumit tip de business au si o componenta spatiala. Legarea componentei spatiale de informatiile caracteristice respectivului tip de business este un proces ce raspunde diferitelor probleme dedicate activitatilor de luare a deciziilor in cadrul unei organizatii sau a unei comunitati. Incepand cu reteaua de transport/logistica, finante, agentii de protectia mediului cat si cele guvernamentale, aplicatiile software GIS pot integra sisteme diferite pentru a proteja resurse valoroase si chiar a descrie intregul proces de lucru al acesteia.
Astazi, aplicarea unui sistem GIS se realizeaza pretutindeni in cadrul societatii noastre. Geografia si GIS ajuta la realizarea legaturii intre domenii multiple, diferite si complicate, oferind astfel sisteme end-to-end de analiza si distributie a informatiilor geospatiale.

GIS cuprinde, intr-o acceptiune mai larga , fazele de la specificarea datelor de intrare, pana la deciziile de control asupra proceselor naturale, economice si sociale, iar intr-o acceptiune limitata numai fazele de afisare a rezultatelor sub forma grafica(cartografica) sau alfanumerica.

-hardware(calculatorul electronic si alte periferice specializate sau reteaua de calculatoare;

-tehnologiile de culegere, organizare, prelucrare, stocare si furnizare a datelor si informatiilor sub diferite forme;

Scopul principal al proiectului GIS este acela de a organiza o baza de date coerenta care sa contina diferite informatii referitoare la straturi,cum ar fi relief, hidrografie, vegetatie, populatie, economie, etc. si sa coreleze aceste informatii cu pozitia acestora reprezentata pe harti digitale. Datorita volumului urias de date un asfel de proiect implica solutii software si hardware costisitoare.

Succesul unui asemenea proiect nu depinde atat de mult de performatele programelor utilizate cat de capacitatea acestuia de a rezolva probleme specifice. Motivul principal este acela ca astfel de programe nu pot fi utilizate la intreaga capacitate

decat dupa completarea bazei de date. Alt factor determinant este evolutia rapida a tehnologiei GIS. Aproape in fiecare an apar concepte noi care schimba insasi conceptia de implementare a GIS. De exemplu, de la primele iplementari cu scripturi simple s-a trecut la aplicatii independente bazate pe programare obiectuala si s-a ajuns azi la aplicatii complexe orientate spre utilizarea resurselor WEB.

Astazi GIS este conceput ca parte integranta a sistemului de management al informatiei (MIS) si trebuie sa fie capabil sa interactioneze cu alte subsisteme informatice

Pentru a creste disponibilitatea datelor continute de proiectul GIS si a le pune la dispozitia utilizatorilor interesati a trebuit sa reconsideram strategia de implementare a GIS, si sa ne conformam noilor tendinte care urmeaza calea utilizarii tehnologiei Internet in acest domeniu.

Suportul geografic este alcatuit dintr-o mare varietate de tipuri de date, pornind de la fisiere vectoriale digitizate la scara 1 :1.000.000 pana la planuri la scara 1 :1000. Nivelul de vizibilitate al detaliilor depinde de scara la care este reprezentata harta digitala. Se pot obtine atat vederi de ansamblu asupra retelelor de distributie cat si planuri detaliate prin utilizarea aceluiasi model digital pentru retele. Principalul avantaj este faptul ca atributele alfanumerice sunt disponibile pentru oricare dintre reprezentari. Fig. 1-3 prezinta modul de afisare utilizat. Pentru reprezentari la scari diferite se utilizeaza suportul geografic adecvat dar temele care definesc reteaua de distri-butie sunt intotdeauna aceleasi.

Fig.1.Harta digitala a ROMANIEI (scara 1:1000000) Fig. 2. Harta jud. Sibiu cu reteaua de 110 kV (scara 1:100000)

Trebuie sa precizam ca acest capitol nu prezinta o aplicatie completa si nu intentioneaza sa concureze cu aplictiile software de pe piata GIS. In schimb arata cum pot fi utilizate posibilitatile oferite de Internet pentru a rezolva anumite

• Sa defineasca structura interfetei cu utilizatorul pentru viitoarele aplicatii si sa determine care functii trebuie dezvoltate mai intai

• Sa protejeze sursele de informatie si sa stabileasca drepturi de acces protejate prin parola

Se va asigura astfel dezvoltarea proiectului GIS pana in momentul in care va deveni fezabila achizitionarea de software dedicat conform volumului de date disponibil .

Fisierele sursa sunt folosite la crearea hartii dorite si apoi exportate intr-un format compatibil HTML (*.dwf in cazul fisierelor AutoCAD sau *.swf in cazul hartilor mai complexe). Fisierele de tip shape pot fi afisate direct in pagini HTML daca se utilizaza instrumente speciale de programare cum ar fi kitul de dezvoltare jshape.class. Pentru navigarea in structura de pagini HTML unele atribute alfanumerice au fost convertite in legaturi HTML.

Datele originale trebuie structurate pentru a putea fi utilizate in operatiile ulterioare de modelare a terenului. In prezent, majoritatea modelelor digitale ale terenului se conformeaza la una dintre urmatoarele doua structuri de date: retea grila sau TIN (retea triunghiulara neregulata).

Grilele prezinta o structura de matrice care inregistreaza relatiile topologice dintre puncte in mod implicit. Informatia se refera la noduri nu la ochiurile retelei ca in cazul datelor raster.

Structurile TIN se bazeaza pe elemente triunghiulare, cu varfurile in punctele culese. Caracteristicile terenului pot fi incluse cu usurinta in structurile de date. In consecinta, structurile TIN pot reflecta in mod adecvat densitatea variabila a punctelor. Relatiile topologice trebuie calculate sau inregistrate in mod explicit. Prin urmare, structurile TIN devin din ce in ce mai complexe si mai greu de manipulat.

O structura de date se alege in functie de volumul de date; tipul de date; posibilitati de acces la unitatea logica; flexibilitate pentru aplicatie; tipuri de algoritmi folositi; numarul mare de relatii explicite sau implicite.

In general, complexitatea unei structuri depinde in mod obligatoriu de numarul de accese ulterioare la elemente sau grupuri de elemente. Prin urmare, un factor il va constitui si timpul de acces la date.

Daca un punct se misca in spatiu dupa o anumita lege, el poate sa descrie una sau mai multe linii curbe, una sau mai multe suprafete. Presupunand spatiul raportat la un sistem de coordonate carteziene Oxyz, faptul ca un punct P(x,y,z) poate varia in spatiu dupa o anumita lege se va exprima printr-una sau mai multe ecuatii intre coordonatele reale x,y,z. Diverse solutii ale acestor ecuatii ne vor indica diferite pozitii in care se poate gasi punctul P. Daca legaturile la care satisfac x,y,z sunt de asa natura,incat ele se reduc la o singura ecuatie

unde F este o functie care satisface anumite conditii de regularitate, punctul corespunzator se zice ca descrie o suprafata.

unde f(x,y) este o functie univalenta pentru fiecare sistem de valori ale lui x,y, suprafata este intalnita de o paralela la axa Oz intr-un singur punct. Se zice ca ecuatia

reprezinta ecuatia implicita a suprafetei in timp ce

reprezinta ecuatia explicita a suprafetei.

Daca in loc sa rezolvam ecuatia

in raport cu una din variabile presupunem ca avem x,y,z functii de doi parametrii u,v.

obtinem reprezentarea parametrica a punctelor suprafetei cu ajutorul parametrilor u,v.

Modelele matematice pentru aproximarea suprafetei pornesc de la expresii analitice ipotetice de tipul

, expresii ai caror coeficienti se determina dupa algoritmi specifici metodelor.

Metoda elementelor finite consta in partitionarea domeniului dat (suprafata topografica) in vederea reprezentarii pe subdomenii disjuncte ,de dimensiuni finite si a determinarii functiei de interpolare nu pe intreg domeniul ci pe fiecare element in parte.

Deci o suprafata scrisa sub forma explicita

pe un domeniu D, prin partitionare devine

, unde

, unde n este numarul subdomeniilor, iar fi functia care descrie suprafata pe domeniul Di .

Aproximarea suprafetei pentru fiecare element finit, e, revine la adoptarea unei functii de interpolare (polinoame Lagrange,Hermite,functii Spline etc.),notate

, iar ca parametrii valorile discrete

, in P puncte caracteristice ale elementului finit e, numite noduri.

In cadrul metodei se considera functii polinomiale de interpolare din clasa Co de continuitate care asigura la granitele interelementare continuitatea suprafetei.

Metoda elementelor finite presupune partitionarea domeniului in elemente finite interconectate in nodurile retelei de discretizare, studierea fiecarui element adoptandu-se polinoame de interpolare a suprafetelor elementare, asamblarea domeniului initial si rezolvarea sistemului de ecuatii rezultat a carei solutii se prezinta valorile cotelor suprafetei in nodurile retelei de discretizare.

Rezolvarea problemelor de interpolare prin metoda patratelor minime presupune echipamente complexe si resurse mari de memorie. Pentru eliminarea partiala a acestor incoveniente se utilizeaza uneori impartirea zonei pe portiuni. Dupa culegerea datelor, cotele in punctele intermediare se determina prin interpolare liniara sau grad inalt.

O densitate mare de puncte care sa cuprinda si punctele caracteristice ale terenului poate asigura o precizie de aproximare a terenului ridicata.

Pentru determinarea cotei punctelor unei suprafete se opereaza cu functii aleatoare stationare. Coordonatele sunt functii a caror medie si functii de covarianta sunt constante. Pentru calculul mediei si corelatiei sunt necesare un numar mare de puncte cu coordonate cunoscute. Se aleg punctele caracteristice ale suprafetei.

Metodele utilizeaza notiuni si rezultate ale analizei spectrale: serii Fourier,transformate Fourier. In principiu se reface un semnal continuu dintr-un semnal discret construit pe baza datelor culese la teren sau de pe harta sau prin alte metode.

Modelarea numerica a terenului reprezinta o distributie spatiala de date de pe o suprafata topografica continua.

Aplicatii ale modelarii numerice a terenului: harti topografice numerice; proiectarea cailor de comunicatie si a altor lucrari ingineresti; reprezentarea 3D a suprafetelor de teren necesare pregatirii la sol a pilotilor (simulatoare de zbor), realizarii panoramelor pentru o zona data si hartilor topografice la diferite scari; analiza zonelor vazute si nevazute (calculul vizibilitatii); planuri asupra cailor de comunicatii si barajelor de pe cursurile de apa; realizarea hartii pantelor si a hartilor de detaliu pentru studii geomorfologice si estimare a eroziunilor si depunerilor.

Modelul numeric poate fi reprezentat prin suprafete definite matematic sau prin puncte conectate in noduri. Metodele matematice genereaza forme ale suprafetei cu un mare grad de netezire si din aceasta cauza nu sunt adecvate pentru reprezentarea suprafetei terenului. Cel mai avantajos model numeric al terenului este modelul cu puncte conectate in nodurile unei grile cu pas dat sau aleator.

Procesul de modelare a suprafetei terenului cuprinde 3 faze: culegerea de date; generarea grilei cu un pas dat; extragerea de informatii

O componenta esentiala a GIS este abilitatea de a produce date grafice atat pe ecran cat si pe hartie, oferind rezultatele analizelor oamenilor de decizie care aloca resursele. Hartile tiparite precum si alte date grafice pot fi produse, permitand vizualizarea, si deci, intelegerea rezultatului analizelor sau simularilor unor evenimente potentiale.Serviciului Naþional Forestier i-a fost oferit un teren folosit de o companie de minerit care urmãrea obþinerea drepturilor de exploatare a unui depozit mineral în Prescott National Forest, Arizona. Folosind un GIS ºi o varietate de hãrþi digitale, USGS ºi Serviciul Forestier au creat vederi de perspectivã ale zonei, pentru a arãta terenul înainte ºi dupã exploatare minierã.

	Fig.1. Prescott National Forest, AZ, înainte de explatare minierã.
	Fig. 2. Prescott National Forest, AZ, arãtând planul propus al exploatãrii miniere.
	Fig.3. Prescott National Forest, AZ, arãtând efectele negative asupra topografiei zonei, datorate exploatãrii miniere.

Datele digitale existente au fost combinate cu un GIS ºi afiºate cu ajutorul unei funcþii care produce vederi de perspectivã.

Compania minierã a pus la dispoziþie schiþe planimetrice bi-dimensionale ale minei propuse.

Acest plan a fost digitizat, împreunã cu informaþia de altitudine a minei propuse ºi a excavaþiilor ºi formelor pozitive de relief asociate. Imaginea de perspectivã care rezultã ilustreazã modificãrile dramatice ale topografiei, pe care activitatea minierã le-ar cauza.

Un GIS poate combina tipuri de hãrþi ºi le poate afiºa în imagini realistice, tri-dimensionale, de perspectivã, care prezintã informaþia mult mai eficient ºi cãtre o mai larga audienþã decât hãrþile tradiþionale, bi-dimensionale.

Fig 5. Un model VRML al orasului Tyrol Fig 6. Un model texturat realizat de VGIS

Fig 7. Harta 3D Bucuresti scara 1:500 Fig 8. Harta 3D Bucuresti scara 1:500 - model cladiri

Multe discipline pot beneficia de tehnica GIS. O piaþã GIS activã a dus la micºorarea costurilor ºi la îmbunãtãþiri continue ale hardware-ului ºi software-ului unui GIS. Aceste îmbunãtãþiri vor determina la rândul lor o mult mai largã aplicare a tehnologiei GIS în mediile guvernamentale, de afaceri ºi în industrie.

Hãrþile au fost folosite în mod tradiþional la explorarea Pãmântului ºi exploatarea resurselor sale. Tehnologia GIS, ca extindere a ºtiinþei cartografiei, a mãrit eficienþa ºi puterea de analizã a cartografiei tradiþionale. Acum, când comunitaþiile ºtiinþifice recunosc consecinþele pe care activitatea umanã le are asupra mediului, tehnologia GIS devine o unealtã esentialã în efortul de întelegere a modificarilor globale. Hãrþi variate ºi surse de informaþie satelitarã pot fi combinate în moduri care simuleazã interacþiunile complexului sistem natural.

Printr-o funcþie cunoscutã sub numele de vizualizare, un GIS poate fi folosit pentru a produce imagini - nu doar hãrþi, ci reprezentãri, animaþii ºi alte produse cartografice. Aceste imagini permit cercetãtorilor sã vadã obiectele muncii lor în moduri în care nu au putut fi vãzute mai înainte. Imaginile sunt deseori de ajutor în reprezentarea conceptelor tehnice ale obiectelor de studiu ale unui GIS pentru persoane non-tehnice.

Starea suprafeþei Pãmântului, a atmosferei ºi a zonei de sub scoarþa terestrã pot fi examinate prin introducerea de date satelitare într-un sistem GIS. Tehnologia GIS dã cercetãtorilor posibilitatea de a studia variaþiile în procesele terestre, în decurs de zile, luni sau ani. De exemplu, modificãrile în structura vegetaþiei, de-a lungul unui sezon, pot fi animate pentru a determina când seceta a fost cea mai extinsã într-o anumitã regiune. Imaginea rezultatã, cunoscutã sub numele de "index de vegetaþie normalizat", reprezintã un indicator aproximativ al sãnãtaþii plantelor.

Lucrul cu douã variabile de timp va permite cercetãtorilor sã detecteze diferenþele regionale în întârzierea dintre reducerea precipitaþiilor ºi efectul acestuia asupra vegetaþiei.Aceste analize sunt posibile atât datoritã tehnologiei GIS cât ºi disponibilitãþii datelor digitale la scarã regionalã ºi globalã. Rezultatul dat de senzorul satelitului, folosit pentru a genera graficul vegetaþiei este produs de cãtre "Advanced Very High Resolution Radiometer" sau AVHRR. Acest sistem de senzori detecteazã cantitatea de energie reflectatã de suprafaþa Pãmântului pe diferite benzi ale spectrului, pentru suprafeþe de aproximativ 1 km pãtrat. Senzorul satelitului produce imaginea unei poziþii determinate, pe suprafaþa Pãmântului, de douã ori pe zi. AVHRR este doar unul dintre numeroasele sisteme de senzori folosite pentru analiza suprafeþei Pãmântului. Vor urma ºi alþi senzori, care vor genera o ºi mai mare cantitate de date.

GIS-ul ºi tehnologia aferentã va fi de mare folos în managementul ºi analiza acestor mari volume de date, permitând o mai bunã înþelegere a proceselor terestre ºi un mai bun management al activitãþilor umane pentru menþinerea vitalitãþii economiei mondiale ºi a calitãþii mediului.

SAMET,H. - “The Quadtree and Related Hierarchical Data Structures.” ACMComputing

SCHRODER, F. and ROSSBACH, P. - “Managing the Complexity of Digital Terrain Models.”