©2001-2006 international institute for geo-information science & earth observation geografische...
TRANSCRIPT
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Geografische Informatie Systemen
Hoofdstuk 1
Een eerste introductie in GIS
Rolf de ByEllen-Wien Augustijn (okt. 2001)Vertaling Barend Köbben (dec. 2006)
INTERNATIONAL INSTITUTE FOR GEO-INFORMATION SCIENCE AND EARTH OBSERVATION
Een eerste introductie
in GISGeografisch Informatie Systeem: Wat is het? Waar wordt het voor gebruikt? Een voorbeeld applicatie
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Voorbeeld van een geografisch verschijnsel
De zeewater oppervlakte temperatuur (Sea Surface Temperature = SST) en windsnelheid (Wind Speed = WS) in de Stille Oceaan rondom de evenaar varieert. Niet alleen per seizoen, maar ook over de jaren.
We willen weten wat er gebeurt en ook waardoor het veroorzaakt.
Dit fenomeen is bekend als de El Niño and La Niña verschijnselen, resp. het voorkomen van Warmere SST dan normaal,
Koudere SST dan normaal.
Dit heeft negatieve effecten: Achteruitgang van de zeedieren (oa. terug-lopende visvangsten)
Globale weersverande-ringen (oa. overstromingen in Peru en droogte in Australië)
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Een El Niño december
Gemiddelde zeewater oppervlakte temperatuur (SST, in oC en Windsnelheid (WS, in m/s) voor de maand
december 1997
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Een La Niña december
Gemiddelde zeewater oppervlakte temperatuur (SST, in oC en Windsnelheid (WS, in m/s) voor de maand
december 1998
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Geografische verschijnselen
Dit zijn verschijnselen die plaatvinden in de: Geografische ruimte en de
Tijd We bestuderen ze om ze
beter te begrijpen, en om waar nodig er iets aan te doen, bv. bij El Niño: de vissersvloot ergens anders heen sturen
watervoorraden aanleggen in Australië
dammen bouwen in Peru
Ze zijn: door de mens gemaakt (bv., de Chinese Muur, hoogspanningslijnen, wegen, dammen, telefooncellen)
natuurlijk (bv., geologische formaties, bossen, rivieren,, meteoorinslagen, het weer)
een mengeling van beiden (bv., lawines, water-vervuiling, productie-bossen, klimaatveran-dering?)
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
GIS: Geografisch Informatie Systeem
Een computer systeem dat het mogelijk maakt een geografisch verschijnsel te bestuderen, door middel van een computer representatie (model) van het verschijnsel.
Hiertoe moet het GIS het mogelijk maken de volgende drie fundamentele fasen uit te voeren:
Data invoer : waarin gegevens betreffende het verschijnsel in het GIS ingevoerd worden en een computer model ervan wordt gebouwd.
Data analyse : waarin het model wordt bewerkt en bestudeerd om nieuwe inzichten te verkrijgen.
Data presentatie : waarin de resultaten van de analyse worden gepresenteerd (in kaart- of andere vorm).
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Een GROTE maar…
In een GIS zijn we bekijken en bewerken we een representatie van de werkelijkheid, oftewel een model
Het kan dus best zo zijn dat iets wat klopt in ons model, niet noodzakelijk ook opgaat in de werkelijkheid! We moeten dus voorzichtig (en soms ook bescheiden) zijn.
Dus let op:verwar het model nooit met de werkelijkheid…
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Data verzameling voor El Niño
Om patronen in de zeewater-temperaturen (SST) en de windsnelheid (WS) te ontdekken, heeft het Amerikaanse NOAA een 70-tal boeien verankerd in een min of meer regulier patroon in de oceaan.
Elke boei meet de SST and WS (en nog meer gegevens).
Via een satelliet verbinding worden de gegevens dagelijks naar een GIS in de VS gestuurd.
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Meerdere (types) boeien
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
de data die ze dagelijks versturen
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Na de feitelijke data-invoer
Na de invoer wordt de data voorbereid om verder te kunnen bewerken. Dit kan oa. zijn: correcties voor de verschillende tijdzones waarin de boeien zich bevinden
correcties meetfouten in de sensoren standardiseren van de meetwarden (bijvoorbeeld omrekenen van °F naar °C)
Check op andere fouten
Pas daarna kan de data-analyse fase beginnen…
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Data analyse
De vak experts—in dit geval vooral meteorologen en oceanografen—zullen proberen om in de data patronen en verbanden te ontdekken, bijvoorbeeld om op termijn de komende El Niño’s te kunnen voorspellen.
We weten van welke boei elke dataset afkomstig is en we weten waar de boeien verankerd zijn. Op die manier hebben we zogenaamde ge-georefereerde data.
Door (eenvoudige) analyse kunnen we bijvoorbeeld een maandelijks gemiddelde van de SST per boei berekenen:
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Analyse: Ruimtelijke Interpolatie
Uitgaande van maandelijkse gemiddelden per boei
Een ruimtelijke interpolatie om waarden te schatten voor alle locaties
Dit is typisch een functie van een GIS, want er is ruimtelijke kennis voor nodig.
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Verdere analyse
Wat is het verschil met waarden in een ‘normale’ december maand?
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
De fase van data presentatie
Doel is de data op een begrijpelijke manier te. Wat is de boodschap? Aan welk publiek wil ik die boodschap vertellen?
Welke medium gebruik ik? Met welke esthetische regels moet ik rekening houden?
Welke presentatie technieken kan ik gebruiken?
De meest geschikte GIS presentatie is vaak een papieren kaart, maar niet altijd: video animaties, digitale kaarten, spreadsheets, grafieken, zijn misschien wel de beste keuze in andere gevallen.
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Definitie van een GIS
Een Geografisch Informatie Systeem is een computersysteem dat de fasen van data invoer, data analyse en data presentatie mogelijk maakt
Data vs. Informatie
Data = representatie van de werkelijkheid die door de computer kan worden bewerkt
Informatie = data die door een mens geïnterpreteerd is
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
GIS, databases en kaarten
Ruimtelijke databases Om representaties van geografische verschijnse-len op te slaan ten behoeve van GIS.
Een ruimtelijke database is niet hetzelfde als een GIS. De database is het opslagmedium voor de invoerfase van het GIS
het GIS zelf is vooral gericht op bewerking en analyse van de data.
Een kaart is het resultaat van de uitvoer van de presentatiefase van een GIS.
De beperkte definitie: GIS : een systeem om ruimtelijke data te analyseren en te
Database : een systeem om grote hoeveelheden data (oa. voor een GIS) op te slaan
Kaart : een product van de presentatiefase van een GIS
Veel GISen hebben een eigen opslag systeem (bv. in losse bestanden), maar gebruik van een database geeft meer mogelijkheden.
©2001-2006 International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation
Samenvatting
We willen processen die op de aarde plaatsvinden bestuderen.
Een GIS is daarvoor de geschikte technologie, omdat het opgezet is, en gereedschappen heeft, om geografische ruimte te ‘begrijpen’.
Typisch GIS gebruik bestaat uit drie fasen: data invoer data analyse data presentatie