Gis 3 databaze_2012

Katedra geografie FP TUL| Jiří Šmída

Geografické informační systémy

Téma 3: Geodatabáze

Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická, Technická univerzita v Liberci

Obsah

1. DBMS
2. Geodatabáze
3. Vstup dat
4. Údržba geometrických dat
5. Metadata

2

Funkční nástroje GIS
 obecné i specializované operace
 v souladu s rozdělením funkcí GIS rozdělení do čtyř
základních skupin:

 funkce pro pořizování dat (vstup dat)
 údržbové a manipulační funkce (správa dat)
 funkce na analýzu dat (analýza dat)
 výstupové funkce (výstup dat)

Prostorové databázové systémy

Prostorové databázové systémy
 základem softwaru GIS je databáze - soubor
strukturovaných dat, která se vybírají a ukládají v
souladu s určitým datovým modelem a datovou
strukturou

 Databáze je sdílená kolekce logicky uspořádaných
dat (a popisu těchto dat - metadat), která je
navržena tak, aby splňovala potřeby uživatele

Softwarové nástroje GIS obsahují tyto
hlavní části
 databáze
 systém řízení báze dat (DBMS)
 dotazovací jazyk
 funkční nástroje
 uživatelský interface

Systém řízení báze dat

 Systém řízení báze dat – SŘBD
 případně DataBase Management System - DBMS
 softwarový systém, který umožňuje
definovat, vytvářet a udržovat databázi a který též
poskytuje řízený přístup k této databázi

Dotazovací jazyk

 dotazovací jazyk – dotazování se do databáze
 příkladem Standard Query Language (SQL)
 standardizovaný dotazovací jazyk pro práci s daty
uloženými v databázi

základními pojmy geografické databáze jsou
 entita - reálný jev, který již není dále dělitelný na
prvky stejného druhu
 objekt - prvek v databázi reprezentující celou nebo
část entity
 obsah geografické databáze - se skládá z:
 digitálních reprezentací reálných entit (domů, řek,silnic...)
 digitálních reprezentací uměle vytvořených entit
(vrstevnic...)

Struktura souborů
 databáze shromažďují informace o prvcích a jevech, které
jsou v modelu prostorových dat vyjádřeny objektem
 objekty představují prvky databáze
 data (polohová, popisná i vztahová), která se vztahují
k jednomu prvku (např. student) jsou uspořádána do záznamů
(Novák, Dostál…)
 každý údaj (hodnoty dané domény) zabírá jedno pole
záznamu (příjmení, jméno, obor studia…)

Základní pojmy:
 záznam – jeden individuální výskyt entity
 atribut – vlastnost entity
 pole – každý jednotlivý údaj k jednomu záznamu
 klíč (klíčová pole)

Komunikační (dotazovací) jazyky
 dotazujeme do databáze
 procedurální dotazovací jazyky - jazyky, které
vyžadují znalost hierarchie uložení dat; používají se
zejména v hierarchických a síťových datových
strukturách; říkáme jak se to má udělat
 neprocedurální (standardní) dotazovací jazyky -
dotazovací jazyk není závislý na struktuře dat, není
třeba znát strukturu dat; říkáme jen, co chceme
získat
 např. SQL
 snadné k naučení

SQL
 výběr, výpis dat z db:

 SELECT nazev_atributu
 FROM nazev_tabulky
 WHERE nazev_atributu = ‘hodnota’
 GROUP BY nazev_atributu
 ORDER BY nazev_atributu ASCENDING/DESCENDING

13

Výběr podle atributu
3. nápověda „Vložte
3 podmínkovou větu, aby
4 byly vybrány odpovídající
záznamy v tabulce
atributů“
4. metoda: zvolte, zda tvoříte
nový výběr, nebo zda
děláte dodatečný výběr již
v předešlém výběru
např.: v 1. výběru si dám
podmínku, že chci zobrazit
pouze ORP Liberec; v 2. výběru
změním metodu a upřesním, že
z vybraných prvků mi program
ponechá jen ty obce s počtem
obyv. nad 5 tis.

Co potřebujeme umět s tabulkou atributů dělat?
14

3
5. místo pro sestavení
4 podmínky
6 6. výpis dostupných polí
příslušné tabulky –
7 hodnotu kteréhokoliv
8
lze použít do
podmínky
7. aritmetické a logické
5
operátory
8. místo, kde se vypisují
jedinečné hodnoty
vybraného pole (např.
jména obcí)

15

7. pokládat dotazy na databázi
9. funkce pro ověření
3
4 (verifikaci) rovnice
10. aplikování rovnice na
6
výběr
 časté chyby: výběr je
7
8 nad jiným polem, než
jsme původně
zamýšleli (z
nepozornosti)
5
 v podmínce chybí
uvozovky u textových
polí
9  je zvolen nesprávný
10 logický operátor

16

Výsledek dotazu

 výsledek dotazu
je interaktivně
zobrazen v
mapě i v tabulce

11. zrušení výběru
(Clear Selected
Feature)

11

17

Výsledek dotazu
 připravený výběr se dá mnoha způsoby využít:
 lze jej statisticky vyhodnotit (viz funkce 6)
 lze pouze pro tento výběr použít kalkulaci (viz funkce 4)
 stejná podmínka vložená do vlastností vrstvy, záložky
Definition Query zajistí pro daný mapový dokument
zobrazení pouze těch prvků, které odpovídají podmínce

18

Definition Query

Geodatabáze

19

Geodatabáze
 ukládání geografických dat s využitím relační
databáze
 všechny elementy geodatabáze jsou podporovány
standardní DBMS, standardními SQL datovými typy

20 Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická,
Technická univerzita v Liberci

Geodatabáze
 topologický formát
 nativní formát pro GIS databáze v programu ArcGIS
 slouží pro automatizaci správy a editace dat
 nejčastějšími formáty dat v geodatabázi jsou
 tabulky popisující atributy
 třídy prvků zahrnující body, linie, plochy a anotace
 soubory rastrů a rastrové katalogy


 Druhy geodatabáze
Geodatabáze
Známe tři typy
 Personal geodatabase/osobní
geodatabází:
geodat.
 ukládána v Access.; limit pro velikost 2 osobní geodatabázi
GB (ale efektivní při velikosti 250-500
souborovou geodatabázi
MB); pouze Windows
 File geodatabase/souborová geodat. ArcSDE geodatabázi

 uložena v souborech; limit 1 TB, jakýkoliv
operační systém
 ArcSDE geodatabase
 ukládána v RDBMS (Oracle, SQL Server,
DB2, Informix)
 podpora několika editorů a čtenářů
 používá ArcSDE
 umožňuje verzování a multiuser support.

22 Fakulta přírodovědně-humanitní a
pedagogická, Technická univerzita v Liberci

Geodatabáze


Tabulky
 tabulka obsahuje řádky

 všechny řádky tabulky mají stejné sloupce

 každý sloupec má určen datový typ

24

POLE
Základní znaky TA
ZÁZNAM

field
record

26

Datové typy
 Čísla: čtyři datové typy
 short integers
 long integers
 single-precision floating-point numbers (floats)
 double-precision floating-point numbers (doubles).

 Text: jakákoliv sada alfanumerických znaků definované
délky
 Datum (Date): ukládá datum a čas
 BLOB: Binary large objects, používán pro ukládání a
správu binárních informací jako symbolů nebo CAD
geometrie
 Global Identifiers: GlobalID a GUID
 ukládá řetězec o 36 znacích, jedinečné označení prvku nebo
27
řádku tabulky napříč geodatabází; používá se pro tvorbu relací

28

POLE – datové typy
 Short Integer
celá čísla, jedno zda kladná či záporná, která
jsou typicky použita pro zadávání kódů. Používá
se pro seznamy krátkých hodnot jako jsou kódy
ZPF, využití půdy, typ vegetace nebo hodnoty
PRAVDA/NEPRAVDA = 0/1.

 Long Integer
celá čísla, jedno zda kladná či záporná, která
jsou typicky použita pro ukládání hodnot kvantity
jako je počet obyvatel a pod.

29

POLE – datové typy
 Float
čísla s jednoduchou přesností dosahující
přesnosti nejvýše 6 desetinných míst. Používá
se pro ukládání jednoduchých desetinných čísel
jako jsou procentuální hodnoty.
 Double
dvojitá přesnost desetinných čísel – až 15
desetinných míst.
 Text
používá se k ukládání textových znaků jako jsou
jména, názvy, zkratky, poznámky, kódy obcí
obsahující vedle čísel i písmena (alfanumerické
kódy), čísla, která začínají nulou, která by v
číselném formátu byla automaticky a nechtěně
odmazána (telefonní čísla) apod.

1. 2. 2008

30

 názvy polí: maximálně 10 znaků bez diakritiky
a mezer; např.:
 OB91, OB01
 OB_NAZEV
 PLOCHA_KM2
 vždy hned zapisovat vysvětlení do metadat!

 upřesnění datových typů Float a Double

Typy prvků (Feature Type)
 polygon, linie, body
 Multipoints (multipart feature – polygon, linie)
 objekt nebo místo zakreslený jako vícenásobně lokalizovaný
 např. více stromů stejného druhu nebo souostroví nebo exklávy
nebo lidarová mračna dat
 Multipatches
 třídimenzionální prvky jako budovy, pohoří, vodní nádrže,
planety
 Annotace
 názvy
 mohou být spojeny (linkovány) k specifickým prvkům sady
prvků geodatabáze
 Dimensions
 specifický typ anotací používaný pouze pro označení měření
jako jsou vzdálenosti, délky, šířky a hloubky

31

Správa rastrů v geodatabázi
 Raster Dataset
 Mosaic Dataset
 Raster Catalog


 výhody katalogů:
 jednotné nastavení symbologie (nastavení symbolů),
vlastností
 korekce barev – sjednocení jasu/barevnosti pro všechny
rastry
 jednotné nastavení průhlednosti


Správa rastrů
 Image Analysis
 úprava jasu, průhlednosti
 procesní úpravy

34

Návrh a tvorba geodatabáze

10 doporučených kroků


Návrh geodatabáze – východiska
1. Reprezentace
 návrh databáze začíná rozhodnutím, jak ten který jev
reality reprezentovat v GIS formátu
 geografické entity můžeme reprezentovat pomocí:
 tříd prvků (feature classes) – soubory bodů, linií, ploch
 rastrů
 kontinuálních povrchů (TIN, DMT)
 atributových tabulek (popisná data)


Návrh geodatabáze – východiska
2. Témata
 koncept tvorby tematických
vrstev jako souborů prvků
stejného tématu je základním
principem GIS již od jeho
počátků
 každý GIS datový model
obsahuje více témat pro
stejné geografické území
 každé téma je nezávislé a
může být editováno a
používáno samostatně
 nezávislá témata jsou ale díky
prostorové referenci
zobrazitelná pomocí
překrývání (sendvič)
 jinou výhodou společné
prostorové reference je
použití GIS analýz (overlay),
které vytváří informace o
vzájemném vztahu vrstev

10 doporučených kroků tvorby databáze
Identifikuj a popiš produkt, který budeš pomocí GIS vytvářet a

konceptuální návrh
1.
spravovat
2. Identifikuj klíčové tematické vrstvy
3. Definuj měřítkové rozsahy a prostorové rozlišení pro každou
tematickou vrstvu
4. Seskup jednotlivé vrstvy do datových sad

logický
návrh
5. Definujte strukturu tabulek a jejich chování
6. Definujte prostorové vlastnosti datové sady
7. Návrh designu geodatabáze
Implementuj, vytvoř prototyp, ověřuj

fyzický
8.

návrh
9. Definuj pravidla pro správu datového modelu, zodpovědnost za
správu každé tematické vrstvy/datové sady, datové toky
10. Zdokumentuj návrh (design) tvé geodatabáze


Konceptuální návrh
1. Identifikuj a popiš produkt, který budeš pomocí GIS
vytvářet a spravovat
 udělej průzkum zdrojů map a dat, analytických modelů,
požadavků na datový model
2. Identifikuj klíčové tematické vrstvy
 specifikuj použití mapy, prostorovou reprezentaci, zdroje dat,
mapová měřítka, symbologii, anotace
 definuj základní (klíčové) tematické vrstvy – např. základní
topografie, administrativní jednotky apod.
3. Definuj měřítkové rozsahy a prostorové rozlišení pro
každou tematickou vrstvu
 vyber vhodnou třídu prvků pro měřítko, rozlišení rastru
4. Seskup jednotlivé vrstvy do datových sad

39

logický návrh
5. Definujte strukturu tabulek a jejich chování
 rozhodni o polích atributů, specifikuj platné
hodnoty, aplikuj subtypy
6. Definujte prostorové vlastnosti datové sady
 definuj sítě pro spojené systémy, definuj
topologická pravidla
7. Návrh designu geodatabáze
 rozhodnutí, studium příkladů

40

fyzický návrh
8. Implementuj, vytvoř prototyp, ověřuj
 na základě návrhu designu vybuduj
geodatabázi, importuj data, testuj
9. Definuj pravidla pro správu datového
modelu, zodpovědnost za správu každé
tematické vrstvy/datové sady, datové toky
 každá vrstva má své
zdroje, přesnost, metadata, dostupnost
10. Zdokumentuj návrh (design) tvé geodatabáze
 použij kreslení, diagramy a zprávy

41

Podpora ESRI: datové modely
 http://support.esri.com/index.cfm?fa=downloads.dataModels.gatewa
y

42

Vstup dat

43

Pořizování dat
 vstupní podmínky:
 DBMS
 databázová struktura

 náklady na pořízení dat

Zdroje dat
1. vstup z klávesnice
2. měření
3. digitalizace obrazových a mapových dat
4. převzetí stávající databáze nebo její části

Zdroje dat
1. vstup z klávesnice: tabulky, seznamy, měkká data
2. měření: bodová (geodetická, hygienická), plošná
(obrazová – DPZ)
3. digitalizace obrazových a mapových dat: mapy a
fotografie
4. převzetí stávající databáze nebo její části

Problémy spojené s přebíráním dat
 nutné posoudit:
 zdroj dat pro tvorbu použité mapy
 vnitřní přesnost použitých dat
 způsob interpretace dat
 atd.

Klávesnicový vstup dat
 popisná data: terénní sběr
 nutné stanovit prim. klíč
 nutné předem stanovit zjišťované atributy
 možné využít notebook, PDA
 polohová data: GPS, geodetické zaměření

 z bodových dat lze interpolací získat liniové a plošné

Mapy a fotografie
 digitalizace:
 ruční (on screen, digitalizační stůl)
 skenování

VÝHODY
SKENOVÁNÍ RUČNÍ DIGITALIZACE

Jednoduché provedení
Levné vybavení
Rychlé
Nevyžaduje velkou kvalitu předlohy
Nevyžaduje dlouhý výcvik
Menší objemy dat
Automatizované, méně pracné

NEVÝHODY
SKENOVÁNÍ RUČNÍ DIGITALIZACE

Zdlouhavé
Drahé vybavení Únavné
Vyžaduje kvalitní předlohu Kvalifikovaná obsluha
Produkuje velké objemy dat Ruční kódování
Nutná dodatečná editace

Použití existujících dat
 mapové podklady rastrové a vektorové
 zdroje:
 dle regionální úrovně
 dle tématu
 komerční a veřejný sektor

NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 430/2006 Sb.
 Nařízení o stanovení geodetických referenčních systémů a státních
mapových děl závazných na území státu a zásadách jejich používání
 SMD:
- celé území státu
- kvalita díla
- výrobu a aktualizaci hradí stát, dílo je garantováno státem
- jsou k dispozici v analogové (papírové) a digitální formě
- digitální forma rastry i vektory
- nejvýznamnější ZABAGED, DKM
 Tematické SMD:
- tematické díla na celé území státu nad podkladem SMD

STÁTNÍ MAPOVÁ DÍLA

1. katastrální mapa (mapa velkých měřítek)
2. Státní mapa 1: 5 000 (mapa velkých měřítek)
3. Základní mapa České republiky (mapy středních
měřítek) v měřítcích 1: 10 000, 1: 50 000, 1: 100 000 a 1:
200 000
4. Topografická mapa
v měřítcích 1: 25 000, 1: 50 000 a 1: 100 000
5. Vojenská mapa České republiky
v měřítcích 1: 250 000 a 1 :500 000

ZABAGED

= základní báze geografických dat

 formát GIS

 správcem Zeměměřický úřad, autorská práva vykonává ČÚZK

 digitální topografický model území ČR, v podrobnosti a kladu
listů ZM 10

 obsah tvoří 106 typů geografických objektů v 8 kategoriích a
skládá se z polohopisu 2D a výškopisu 3D

 obsahuje informace o sídlech, komunikacích, rozvodných sítích
a produktovodech, vodstvu, územních jednotkách a chráněných
územích, vegetaci a povrchu a prvcích terénního reliéfu.

OBSAH ZABAGED

a) výškopis
 prostorový 3D soubor vrstevnic umožňující tvořit digitální model
reliéfu

b) polohopis
 2 části
 Vektorová část – topologické relace objektů
 Popisná část – kódy a názvy objektů, atributy (část přebírána od
odborných správců)

VZNIK ZABAGED

 vznik 1995-2001 skenováním a vektorizací ZM 10
 + 2001-2004 doplněny budovy, bezešvost, další atributy
 + 2001-2005 (paralelně) celoplošná 1. aktualizace
zpřesnění polohopisu, revize a doplnění atributů
využito fotogrammetrie + terénní šetření
 2005-2006 nová správa ZABAGED
 následně plán. aktualizace v 3letých cyklech (s využitím
barevných ortofotografií a leteckých snímků)

ZABAGED

 souřadný systém: JTSK (primárně), WGS 84, S 42 + výškový systém Bpv

 GEONAMES – doplněk ZABAGED, databáze názvosloví ze ZM 10

 dle novely zeměměřického zákona jsou data ZABAGED a mapové služby
ZABAGED poskytovány správním úřadům, soudům a orgánům veřejné
správy pro výkon jejich působnosti v územním rozsahu jim příslušném
bezplatně

TOPOGRAFICKÁ MAPA

 mapové dílo pro vojenské účely

 pakt Varšavské smlouvy souřadnicový systém S-42, Krasovského
referenční elipsoid, Gauss-Krügerovo zobrazení a výšky Bpv

 v rámci začlenění do NATO přechod do jejich standardů na WGS 84

 veřejnost užívá až dnes
A) turistické mapy KČT 1: 50 000 – jako papírové mapy
B) DMÚ 1: 25 000 – jako digitální model území

 klad a označování listů vychází z Mezinárodní mapy světa 1 : 1 000 000

DIGITÁLNÍ MODEL ÚZEMÍ DMÚ 25
 správcem je Vojenský topografický ústav (VTOPÚ) v
Dobrušce

 autorská práva k tomuto dílu spravuje Generální štáb
Armády ČR

 vektorová databáze topografických informací o území,
která odpovídá vojenským topografickým mapám
1:25000 označovanými TM25

 obsahuje 7 tematických vrstev:
vodstvo, sídla, komunikace, vedení sítí, hranice a
ohrady, rostlinný a půdní kryt a terénní reliéf.

DIGITÁLNÍ MODEL ÚZEMÍ DMÚ 25
 nabízena v S-JTSK, S-42 i WGS 84

 poskytována ve formátech ArcInfo coverage, ArcInfo Library a
ESRI shapefile

 Polohová přesnost v rozmezí 0,5 m - 20 m podle třídy
objektu.

 Aktualizace plošně s frekvencí 1× za 5 let.

 bezešvý digitální model ČR s mírným přesahem přes státní
hranici (na rozdíl od ZABAGED)

 nabízena rovněž méně podrobná databáze- DMÚ-200.

ORTOFOTOSNÍMKY (ortofota)
= kolmé letecké snímky, u kterých byla odstraněna zkreslení odchylkou osy
kamery od svislice při náklonu letadla i zkreslení z fotografování terénu s
velkými výškovými rozdíly

• není SMD ve smyslu nařízení vlády

 k dispozici Digitální barevné ortofoto ČR od ČÚZK (georeferencované
rastry)
snímkování probíhá ve 3letých cyklech (pásmo západ, střed a východ)
2007 je nalétáváno pásmo střed, kde je i LK

Měrná jednotka: 1 mapový list v kladu SM 1:5 000 ( 5 km2 )
Rozlišení: velikost pixelu 0,5 m

 ortofota od soukromých subjektů např. firmy GEODIS
větší rozlišení, ortofota na objednávku vyšší cena

Zdroje dat pro popis vybraných
složek životního prostředí

62

Geologické prostředí
 státní geologickou službu zajišťuje Česká geologická
služba (ČGS) a Geofond
 největší databáze geologických dat na území ČR
 www.geology.cz
 digitální mapy 1:50 000, 1:25 000
 registr skládek
 narušená území
 konfliktní území
 mapy: půdní, geochemické reaktivity
hornin, geofaktorů
 GeoČR500, SHP, TIFF
63

Geofond
 databáze
 vrtů (sondy, odkryvy apod.)
 hydrologických objektů
 poddolovaných území
 hlavních důlních děl
 starých důlních děl
 sesuvů a jiných svahových deformací
 Surovinový informační systém
 databáze ložisek nerostných surovin
 chráněných ložiskových území
 dobývacích prostorů

64

 dostupnost kompletních informací na webu
organizací
 WMS Geoportal.cenia.cz

65

Georeliéf
 Využití existujících produktů
 digitální modely terénu Armády ČR (DMR-1, DMR-2, DMR-2,5, DMR-
3, přesnost 3–15 m)
 digitální model terénu Geodis Brno, přesnost 1 m, produkt DSM (DMT
spolu s modely budov a vegetace, informace o výšce umělé
překážky, http://www.geodis.cz/produkty/digitalni-model-terenu-cr)
 Využití dat z radarových měření DPZ (radarová
interferometrie) pro získání podrobného DMT
 výhody: podrobnost, globálnost (ve smyslu velkých územních
celků)
 nevýhody: pořizovací cena
 produkty:
 DEM25: družice ERS1 a ERS2, Aero-sensing
Radarsysteme, výšková data v kroku 25 m, absolutní přesnost
1 m v rovinách a 5–7 m v členitém terénu
 DEM10: obdoba
 zdroj: http://www.intermap.com/
66

 Tvorba DMT z vektorových dat
 mass points: ZABAGED, soubor vrstevnic základných a
doplňkových (zesílených), zdroj ČÚZK, vrstevnice po 2
m, dosažitelná přesnost DMT dle odborné literatury 1–3
m; nevýhoda: přerušované vrstevnice
 hard points: Databáze bodových polí ČR (ČUZK)
 hard lines: DIBAVOD

67

Půda
 Syntetická půdní mapa ČR 1 : 200 000
 VÚMOP, v roce 1993
 Půdní mapy ČR 1 : 50 000
 (rastrové obrazy)
 celostátní databáze BPEJ (bonitovaných půdně-
ekologických jednotek),
 formát Microstation
 správce dat:
 Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy (VÚMOP,
www.vumop.cz)
 Půdní mapa AOPK ČR (portal.nature.cz, vektor 1:50
000)
68

BPEJ
 dle vyhlášky Ministerstva zemědělství ČR č. 327/1998 Sb.
 charakterizovány klimatickým regionem, hlavní půdní
jednotkou, sklonitostí a expozicí, skeletovitosti a hloubkou
půdy.
 pětimístný číselný kód BPEJ stanovuje dle uvedené vyhlášky,
resp. jejích příloh:
 charakteristiku půdní jednotky (příloha č. 2 k vyhlášce č. 327/1998
Sb.) a
 charakteristiku skeletovitosti a hloubky půdy (příloha č. 4 k
vyhlášce č. 327/1998 Sb.).
 shromažďovány jednotným přístupem pro celé území ČR
v celostátní databázi BPEJ
 pro Ministerstvo zemědělství ČR zajišťuje jím zřizovaný
Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy (VÚMOP)
 vyhláška Ministerstva zemědělství ze dne 15. prosince 1998,
kterou se stanoví charakteristika bonitovaných půdně
ekologických jednotek a postup pro jejich vedení a aktualizaci
69

Vodstvo
 pro datový model jsou důležité informace o:
 podzemních vodách
 hydrogeologickém podloží
 kvalitě podzemních vod
 množství podzemní vody
 povrchových vodách
 rozmístění vodních toků a vodních ploch
 kvalitě a množství povrchových vod
 využití podzemní a povrchové vody (odběr pro účely zásobování
obyvatelstva pitnou vodou, užitková voda, povrchové vody využívané
ke koupání, povrchové vody trvale vhodné pro život a reprodukci
původních druhů ryb a dalších vodních živočichů)
 ochraně povrchové a podzemní vody
 chráněné oblasti přirozené akumulace vod (CHOPAV)
 ochranná pásma vodních zdrojů (ochranná pásma I. a II. stupně)
 ochranná pásma přírodních léčivých zdrojů
 povodňových rizicích (záplavová území x-leté vody, suché poldry)

70

Vodstvo – zdroje informací a dat
 Zákon č.254/2001 Sb., zákon o vodách a o změně
některých zákonů (vodní zákon)
 Zákon č. 164/2001 Sb., o přírodních léčivých zdrojích,
zdrojích přírodních minerálních vod, přírodních léčebných
lázních a lázeňských místech a o změně některých
souvisejících zákonů (lázeňský zákon)

71

ISVS-VODA
 Základní databází spravovanou ministerstvy zemědělství a životního
prostředí je Informační systém veřejné správy ve vodním
hospodářství (ISVS-VODA). Úkolem informačního systému je
podávat jednotné informace o vodním hospodářství v České
republice, spravován je mezirezortně ministerstvy životního prostředí
a zemědělství. Struktura a rozsah údajů zahrnutých do ISVS-voda
včetně mapových a tabulkových dat je stanoven vyhláškou č.
391/2004 Sb. (Vyhláška č. 391/2004 Sb., o rozsahu údajů v
evidencích stavu povrchových a podzemních vod) takto (§ 1):

1. vodních toků a jejich povodí, hydrogeologických rajonů a vodních
nádrží,
2. vodních útvarů včetně silně ovlivněných vodních útvarů a umělých
vodních útvarů,
3. množství a jakosti povrchových a podzemních vod, stavu vodních
útvarů a ekologického potenciálu silně ovlivněných a umělých
vodních útvarů,
4. odběrů povrchových a podzemních vod, vypouštění odpadních a
důlních vod a akumulace povrchových vod ve vodních nádržích,
72

5. oblastí povodí,
6. chráněných oblastí přirozené akumulace vod,
7. ochranných pásem vodních zdrojů,
8. zdrojů povrchových a podzemních vod, které jsou
využívány nebo u kterých se předpokládá jejich využití
jako zdroje pitné vody,
9. citlivých oblastí,
10. zranitelných oblastí,
11. oblastí povrchových vod využívaných ke koupání,
12. povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale
vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb a
dalších vodních živočichů,
13. vodních děl k vodohospodářským melioracím pozemků,
14. záplavových území.
73

Zdroje dat
 Data ve vektorovém digitálním formátu (ESRI SHP) jsou dostupná zdarma
v podobě Digitální báze vodohospodářských dat (DIBAVOD). Jedná se o
tematickou vodohospodářskou nadstavbu ZABAGEG v referenčním měřítku
(s polohovou přesností) 1 : 10 0000. Databázi spravuje Výzkumný ústav
vodohospodářský T. G. Masaryka (VÚV T. G. M., www.vuv.cz/oddeleni-gis/).
 Informace a data ISVS-VODA jsou dostupné online na
http://www.voda.gov.cz/portal/.
 Centrální evidence záplavových území je vedena v oddělení geografických
informačních systémů VÚV TGM Praha jako součást geografické databáze
DIBAVOD.
 Data GIS v rastrovém formátu jsou dostupná službou WMS z Portálu veřejné
správy ČR (portal.gov.cz).
 Informace a data o povrchových a podzemních vodách byly revidovány a
zpřístupněny v rámci Registru chráněných území pro potřeby státní správy
projektem VaV/650/2/03 (Dostupné z:
<http://www.ochranavod.cz/dokumenty/reg_chru_souhrnna_zprava_2003_0
6.doc>).
 webová mapová služba

74

Biota a krajina
 charakteristiky:
 přírodní stanoviště, biotop (dle: Katalog biotopů České
republiky (Chytrý, Kučera, Kočí, eds. 2001)),
 výskyt ohrožených druhů rostlin a živočichů (památných
stromů),
 hnízdiště ptáků,
 typ územní ochrany ve smyslu zákona o ochraně přírody
a krajiny,
 kategorii lesa a další charakteristiky lesa

75

 zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny
ve smyslu pozdější změny č. 218/2004 Sb. (změna
zákona o ochraně přírody a krajiny a dalších zákonů)

76

Zdroje dat
 Vrstva mapování přírodních biotopů (VMB) - stav k
roku 2006
 AOPK
 portal.nature.cz

77

Zdroje dat
 Ústřední seznam ochrany přírody (ÚSOP)
 Agentura ochrany přírody a krajiny (AOPK ČR) vede
podle vyhlášky č. 395/1992 Sb.
 základní závazná evidence a dokumentace zvláště
chráněných území ve smyslu § 42 zákona č.
114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, v platném
znění
 součástí:
 Sbírka listin ÚSOP
 Digitální registr ÚSOP
 ukládá, archivuje a zpřístupňuje základní popisné údaje o
objektech ÚSOP v digitální podobě
78

 http://drusop.nature.cz
 http://portal.nature.cz
 WMS: geoportal.cenia.cz
 WFS: portal.nature.cz

79

Zdroje dat - lesy
 Zdrojem dat o lesích České republiky jsou výstupy
Národní inventarizace lesů (NIL)
 vedené Ústavem pro hospodářskou úpravu lesa
(ÚHUL).
 mapové výstupy oblastních plánů rozvoje lesů
(OPRL) v měřítku 1:10 000, příp. 1:50 000
 ÚHUL poskytuje data prostřednictvím mapového
serveru, data GIS jsou distribuována jako standardní
WMS služba

80

Ovzduší
 makroklima: staniční síť ČHMÚ
 www.chmi.cz
 Informační systém kvality ovzduší (ISKO),
www.chmi.cz/uoco
 REZZO – Registr emisí a zdrojů znečištění ovzduší
(v souladu se zákonem č. 86/2002 Sb.
 4 kategorie (REZZO 1-4)
 součást ISKO

81

Zdroje dat pro popis vybraných
složek socioekonomického
prostředí

82

Obyvatelstvo
 SLDB – údaje o struktuře obyv., domácností,
struktuře a vybavenosti domovního a bytového fondu
 ČSÚ
 Statistický lexikon obcí – za ZSJ
 Veřejná databáze VDB ČSÚ, http://vdb.czso.cz/vdb
 retrospektiva 1869-2001, výjimka 1940
 data trhu práce: úřady práce
 Centrální registr obyvatel, Ministerstvo vnitra ČR
 statistické údaje o žijících osobách, zemřelých osobách
 nejčetnější jména a příjmení v ČR
 statistický přehled o počtu občanů ČR a cizinců v evidenci
s trvalým pobytem

83

Zdravotnictví
 Národní zdravotnický informační systém (NZIS)
 Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR
 patří sem:
 Národní registr hospitalizací
 Národní registr rodiček
 Národní registr novorozenců
 Národní registr vrozených vad
 Národní registr potratů
 Národní onkologický registr

84

Zdravotnictví
 Registry hygienické služby
 krajské hygienické správy
 ARI – Registr akutních respiračních infekcí
 PiVo – Registr pitné vody

85

Sídla
 krom SLDB dále
 Registr územní identifikace, adres a nemovitostí
 MPSV ČR
 Informační systém katastru nemovitostí (ISKN)
 Registr sčítacích obvodů

86

Průmysl, zemědělství
 SLDB 1991, 2001
 ČSÚ: OKEČ (odvětvová klasifikace ekonomických
činností)
 Registr ekonomických subjektů
 Agrocenzus (1995, 2000, 2005) – zemědělská
sčítání, ČSÚ
 Definitivní údaje o sklizni zemědělských plodin
 ČÚZK, Katastr nemovitostí
 Výzkumný ústav zemědělské ekonomiky (VUZE.
www.vuze.cz), databáze vymezující zemědělské
výrobní oblasti
 Státní zemědělský intervenční fond (SZIF): Seznam
příjemců hlavních dotací z fondů EU
87

 Centrální registr dotací (CEDR): statní rozpočet
1999-2004, podíl dotací směřujících do zeměd.
aktivit v jednotlivých obcích

88

Doprava
 Ředitelství silnic a dálnic, ŘSD, www.rsd.cz
 databáze:
 uzlový lokační systém
 neproměnné parametry
 Celostátní sčítání dopravy 2005

89

Cestovní ruch a kultura
 ČSÚ:
 kapacity objektů cestovního ruchu
 příjezdy zahraničních návštěvníků
 Agentura regionálního rozvoje
 rejstříky kulturních zařízení, Ministerstvo kultury ČR,
www3.mkcr.cz
 Národní památkový ústav
 ??

90

Školství
 MŠMT
 evropské srovnání: EURYDICE, www.eurydice.org
 Ústav pro informace ve vzdělávání (UIV)
 výběr z adresáře škol a školských zařízení
http://founder.uiv.cz/registr/

91

Údržba geometrických dat
 změna formátu:
 při vkládání dat do db je někdy třeba změnit formát
souboru s daty na formát, který je db požadován
 menší problémy u rastrových dat
 většinou se musí upravit hlavička

DATOVÉ FORMÁTY
• Formáty pro rastrová data
- komprese = zmenšení velikosti datových souborů rastru x
není zmenšení velikosti rastru !
a) ztrátová komprese – zmenšuje na úkor kvality
b) bezeztrátová komprese
typy komprese (LZW, Packbits)

JPEG (.jpg) – nejrozšířenější, ztrátová komprese, klasika v
digi fotografii
TIFF (.tif) – často využívaný pro rastry v GIS (ortofota), + .tfw
(umisťovací soubor)
microsoft BMP (.bmp) – široká podpora, velké soubory
GIF (.gif) – bezeztrátová komprese LZW
PNG (.png) – vylepšuje chyby GIF

editační funkce polohových dat:
 nově pořízená data vždy obsahují chyby (nenapojené
čáry, chybějící body atd.)
 potřeba aktualizovat data a kontrolovat jejich kvalitu
 základní úpravy geometrických dat – odstraňování a
opravování chybných souřadnic, vkládání nových
souřadnic
 urovnávací funkce – odstranění drobných rozdílů
v poloze dat podle přesnější šablony – odstranění štěpin
– ruční i automatické techniky
 napojení linie, body, polygonu – snapping
 navázání hran - při spojení souborů ze sousedních
území (mapových listů) – čáry na sebe přesně
nenavazují
 vytvoření topologických vazeb

Generalizace
 za účelem generalizace a snížení objemu dat – u čar
chceme snížit počet bodů, které jí popisují
 různé metody – vynechání každého n-tého bodu
nebo použití koridoru (koridor ve směru prvního
vektoru, kde čára opustí koridor, přidá se další bod,
ostatní jsou vynechány, atd.)
 některé jednoduché tvary čar se dají ukládat jako
kombinace matematických funkcí (přímka,
kuželosečka atd.) – výsledná funkce aproximuje tvar
čáry – křivítková (spline) funkce

geometrické transformace
 ztotožnění – chceme mít data v jiném
souřadnicovém systému; musíme porovnávat dva
soubory (řídící a podřízený); transformace pomocí
vlícovacích bodů – jejich souřadnice se odečtou
v obou souborech a použijí se pro stanovení
transformační funkce
 použití kontrolních (vlícovacích) bodů
 u rastrových dat je při porovnávání souborů navíc
nutné dodržet shodnou velikost a tvar buněk – pokud
tomu tak není, musí se provést převzorkování –
změnit rozměr a velikost pixelu u jednoho souboru

Údržba atributů:
 editační funkce atributů:
 odstranění, změna atributu
 převzetí dalších popisných dat – funkce na připojení
souborů (prim. klíč)

Zdroje chyb v GIS
 chyby jsou součástí dat; nelze je vyloučit, ale je
nutné umět s nimi pracovat a mít je pod kontrolou -
každý datový soubor je zatížen chybou
 chyba je hlavním určujícím faktorem kvality na
úrovni dat i databáze
 snaha o co nejmenší chybu nemusí být vždy
ekonomicky efektivní (velikost chyby a cena za
vytvoření a spravování databáze jsou v protiváze)

každá operace je zdrojem chyby

Chyby při sběru původních dat:

 terénní měření – chyba způsobené technickými
parametry přístroje, způsobem jeho obsluhy nebo
nepřesnostmi při zápisu naměřených hodnot
 chybná analýza družicových dat – interpretace
druž. dat obsahuje chyby v klasifikaci a ve stanovení
polohy hranic tříd
 chyby při vytváření map a vrstevnic

Chyby převzatých dat (map):
 nepřesnosti v poloze objektů (posun železnice
vedle silnice atd.)
 chyby vyplývající s použití map různých měřítek –
způsobí neprovázanost databáze
 zastaralost dat
 chyby v popisu mapy

Chyby při pořizování dat
 vliv chyby přístroje, operátora (způsobí polohovou
chybu špatnou fixací listu na digitalizačním stole
nebo při vektorizaci)
 nepřesnost při vektorizaci nepřesně určených
hranic – chlupaté hranice nahrazeny čárou
 chyba v popisných datech při špatném manuálním
zadání hodnoty atributu
 zjišťování popisných dat (hodnot atributů) je
zatíženo také např. chybou přístroje, nahodilou
chybou
 chybně definované objekty a třídy

Chyby při ukládání dat
 nedostatečná numerická přesnost počítače
 nesprávně použitá komprese dat
 chybný výběr formátu dat – vektor x rastr
 chyba medií

Chyby při užívání dat
 převody z vektoru na rastr a naopak
 spojování tříd
 generalizace
 interpolace
 nevhodný výběr vzorku pro určení přesnosti

Chyby z nesprávného použití výsledku
 nesprávné použití výsledku analýzy GIS
 nesprávně pochopená informace

Metadata
 metadata - data o datech ve strukturovaném zápisu
 metadata – formální popis dat

Metadata

108

Metadata – důvody k jejich existenci
 existují dobré důvody k
vytváření metadat
 pozorujte hypotetický User 1 „I'm looking for data on
rozhovor dvou Iowa, do you have any?“
Američanů User 2 „I have some, what exactly
are you looking for?“

User 1 „Data on Iowa's topography“

User 2 „I can give you a 30 m DEM,
will that help?“

User 1 „I think so, can you send it
to me as an e-mail attachment?“
Převzato z Longley, P. (2001). Geographic
Information Systems and Science, p. 144

Metadata – důvody k jejich existenci
 konverzace v ukázce  využití
může vést k dosažení  odlišení kvalitních a
výsledku efektivněji nekvalitních dat
použitím  zabránění duplicit v
internetu, databází a datech (pokud vím, že
vyhledávacích jazyků data již existují, nebudu
je vytvářet znovu)
 podmínkou je, že každá
 ekonomický efekt
datová sada (vrstva)
 posouzení vhodnosti dat
bude provázena od
pro zvažovaný účel
svého vzniku metadaty
popisující jak okolnosti
jejího vzniku, tak kvalitu
a omezení

Standardy metadat

 strukturace (tedy Dublin Core Metadata Element Set
požadované
položky zápisu – Title
(název)
Creator
(tvůrce)
Subject
(předmět)
Description
(popis)
pořadí a obsah)
Publisher Contributor Date Type
dána standardy (vydavatel) (přispěvatel) (datum) (typ)

 příklad standardu: Format Identifier Source Language
Dublin Core (formát) (identifikátor) (zdroj) (jazyk)

 16 základních Relation Coverage Rights Audience
(vztah) (pokrytí) (práva) (publikum)
elementů pro popis
digitálních objektů http://dublincore.org/documents/dces/

Standardy metadat
 stanoví minimální obligatorní obsah metadat
 standard ISO, CEN, FGDC

Prostředky pro práci s metadaty
 potřebujeme prostředky pro zápis metadat a
vyhledávání v jejich databázích
 zápis metadat je možný s pomocí speciálních
aplikací a programů (např. ArcCatalog)

 Úkol: prozkoumejte ArcCatalog a jeho nástroje
pro tvorbu metadat. V jakých standardech lze
metadata v ArcCatalogu tvořit?

Metainformační systémy
 metainformační systémy – metadatové systémy -
poskytující informace o obsahu a kvalitě jednotlivých
geoprostorových databází
 umožňují sběr metadat, jejich zobrazení a
vyhledávání dle vkládaných kritérií
 přístupné přes veřejná internetová rozhraní nebo
pouze v rámci podnikové sítě (neveřejně)
 např. MIDAS, MICKA, ESRI Metadata Explorer

Metainformační systémy
 https://maps.kraj-lbc.cz/metadata/
 http://gis.kraj-jihocesky.cz/metadata92/explorer.jsf

Doporučené zdroje k samostudiu

116

Doporučená literatura k tématu
 Arctur, David, Zeiler, Michael. Designing
Geodatabases. Case Studies in GIS Data Modeling.
ESRI Press, 2004.

 Web help ArcGIS 9.3 [online] Dostupné např. z:
http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm
?TopicName=Geodatabase_design_steps

 ArcGIS 9: Building Geodatabases Tutorial. Dostupné
z:
<http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/pdf/Buildi
ng_Geodatabases_Tutorial.pdf>

děkuji za pozornost

jiri.smida@tul.cz

118

Gis 3 databaze_2012

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Jiří Šmída

More from Jiří Šmída (20)

Gis 3 databaze_2012