A földrajzi információs rendszer (GIS) a földfelszíni helyzetekre vonatkozó adatok rögzítésére, tárolására, ellenőrzésére és megjelenítésére szolgáló számítógépes rendszer. A látszólag egymástól független adatok összekapcsolásával a GIS segíthet az egyéneknek és a szervezeteknek a térbeli minták és kapcsolatok jobb megértésében.

A GIS-technológia kulcsfontosságú része a téradat-infrastruktúrának, amelyet a Fehér Ház a következőképpen határoz meg: “a térbeli adatok megszerzéséhez, feldolgozásához, terjesztéséhez, felhasználásához, karbantartásához és megőrzéséhez szükséges technológia, politikák, szabványok, emberi erőforrások és kapcsolódó tevékenységek”.

A GIS minden olyan információt felhasználhat, amely helymeghatározást tartalmaz. A hely sokféleképpen kifejezhető, például földrajzi szélesség és hosszúság, cím vagy irányítószám.

A GIS segítségével számos különböző típusú információ összehasonlítható és szembeállítható. A rendszer tartalmazhat emberekre vonatkozó adatokat, mint például a népesség, a jövedelem vagy az iskolai végzettség. Tartalmazhat információkat a tájról, például a patakok elhelyezkedéséről, a különböző növényzetfajtákról és a különböző talajtípusokról. Tartalmazhat információkat gyárak, gazdaságok és iskolák, illetve csapadékcsatornák, utak és elektromos vezetékek elhelyezkedéséről.

A GIS-technológia segítségével az emberek összehasonlíthatják a különböző dolgok elhelyezkedését, hogy felfedezzék, hogyan kapcsolódnak egymáshoz. A GIS segítségével például egyetlen térképen szerepelhetnek olyan helyek, amelyek szennyezést termelnek, mint például a gyárak, és olyan helyek, amelyek érzékenyek a szennyezésre, mint például a vizes élőhelyek és a folyók. Egy ilyen térkép segítene az embereknek meghatározni, hogy hol vannak leginkább veszélyeztetve a vízkészletek.

Adatgyűjtés

Adatformátumok

A GIS-alkalmazások hardver- és szoftverrendszereket egyaránt tartalmaznak. Ezek az alkalmazások tartalmazhatnak kartográfiai adatokat, fényképes adatokat, digitális adatokat vagy táblázatokban lévő adatokat.

A kartográfiai adatok már térképi formában vannak, és olyan információkat tartalmazhatnak, mint a folyók, utak, hegyek és völgyek elhelyezkedése. A kartográfiai adatok közé tartozhatnak olyan felmérési adatok és térképi információk is, amelyek közvetlenül beilleszthetők egy GIS-be.

A fotográfiai értelmezés a GIS egyik fontos része. A fényképek értelmezése magában foglalja a légifotók elemzését és a megjelenő jellemzők értékelését.

A digitális adatokat is be lehet vinni a GIS-be. Ilyen információ például a műholdak által gyűjtött számítógépes adatok, amelyek a földhasználatot mutatják – a gazdaságok, városok és erdők elhelyezkedését.

A távérzékelés egy másik, a GIS-be integrálható eszközt biztosít. A távérzékelés magában foglalja a műholdakról, ballonokról és drónokról gyűjtött képeket és egyéb adatokat.

Végül a GIS táblázatos vagy táblázatos formában is tartalmazhat adatokat, például a népesség demográfiai adatait. A demográfiai adatok az életkortól, a jövedelemtől és az etnikai hovatartozástól kezdve a legutóbbi vásárlásokig és az internetes böngészési preferenciákig terjedhetnek.

A GIS-technológia lehetővé teszi, hogy ezeket a különböző típusú információkat, függetlenül azok forrásától vagy eredeti formátumától, egyetlen térképen egymásra helyezzék. A GIS a helyszínt mint kulcsfontosságú indexváltozót használja e látszólag egymástól független adatok összekapcsolására.

Az információk GIS-be való bevitelét adatrögzítésnek nevezzük. A már digitális formában rendelkezésre álló adatokat, például a legtöbb táblázatot és műholdak által készített képeket egyszerűen fel lehet tölteni a GIS-be. A térképeket azonban először be kell szkennelni, vagy digitális formátumba kell konvertálni.

A GIS-fájlformátumok két fő típusa a raszteres és a vektoros. A raszteres formátumok cellákból vagy pixelekből álló rácsok. A raszteres formátumok olyan változó GIS-adatok tárolására alkalmasak, mint például a domborzati vagy műholdképek. A vektorformátumok pontokat (úgynevezett csomópontokat) és vonalakat használó sokszögek. A vektorformátumok szilárd határokkal rendelkező GIS-adatok, például iskolai körzetek vagy utcák tárolására alkalmasak.

Térbeli kapcsolatok

A GIS-technológia használható térbeli kapcsolatok és lineáris hálózatok megjelenítésére. A térbeli kapcsolatok megjeleníthetik a topográfiát, például a mezőgazdasági területeket és a patakokat. Megjeleníthetik a földhasználati mintákat is, például a parkok és a lakóparkok elhelyezkedését.

A lineáris hálózatokat, amelyeket néha geometriai hálózatoknak is neveznek, gyakran utak, folyók és közműhálózatok ábrázolják a GIS-ben. A térképen egy vonal jelezhet utat vagy autópályát. A GIS-rétegekkel azonban ez az út egy iskolai körzet, közpark vagy más demográfiai vagy földhasználati terület határát is jelezheti. A változatos adatrögzítés segítségével egy folyó vonalas hálózata feltérképezhető egy GIS-ben, hogy jelezze a különböző mellékfolyók áramlását.

A GIS-nek összhangba kell hoznia a különböző térképekről és forrásokból származó információkat, hogy azok ugyanabban a léptékben illeszkedjenek egymáshoz. A skála a térképen feltüntetett távolság és a Földön mért tényleges távolság viszonya.

A GIS-nek gyakran manipulálnia kell az adatokat, mivel a különböző térképek különböző vetületekkel rendelkeznek. A vetület az információnak a Föld görbült felszínéről egy lapos papírlapra vagy számítógép képernyőjére történő átvitelének módszere. A különböző típusú vetületek különböző módon oldják meg ezt a feladatot, de mindegyik valamilyen torzítást eredményez. Egy görbült, háromdimenziós alakzat sík felületre való átviteléhez elkerülhetetlenül szükség van egyes részek megnyújtására és mások összenyomására.

A világtérkép vagy az országok helyes méreteit, vagy azok helyes alakját tudja megjeleníteni, de mindkettőre nem képes. A GIS a különböző vetületekkel készült térképek adatait veszi át, és egyesíti őket, így az összes információ egyetlen közös vetület segítségével jeleníthető meg.

GIS-térképek

Mihelyt az összes kívánt adatot bevittük a GIS-rendszerbe, azok kombinálásával sokféle egyedi térképet készíthetünk, attól függően, hogy milyen adatrétegeket tartalmaznak. A GIS-technológia egyik leggyakoribb felhasználási területe a természeti jellemzők és az emberi tevékenység összehasonlítása.

A GIS-térképek például megjeleníthetik, hogy milyen ember alkotta jellemzők vannak bizonyos természeti jellemzők közelében, például hogy mely házak és vállalkozások vannak árvízveszélyes területeken.

A GIS-technológia azt is lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy sokféle információval “mélyre ássanak” egy adott területen. Egy-egy város vagy városrész térképei olyan információkhoz kapcsolódhatnak, mint az átlagjövedelem, a könyveladások vagy a szavazási szokások. Ugyanahhoz a térképhez bármely GIS-adatréteg hozzáadható vagy kivonható.

A GIS-térképek felhasználhatók a számokkal és a sűrűséggel kapcsolatos információk megjelenítésére. A GIS például megmutathatja, hogy hány orvos van egy környéken a terület lakosságához képest.

A GIS-technológiával a kutatók az időbeli változásokat is megvizsgálhatják. Műholdas adatok segítségével olyan témákat tanulmányozhatnak, mint például a sarkvidéki jégtakaró előretörése és visszahúzódása, valamint az, hogy ez a jégtakaró hogyan változott az idők folyamán. Egy rendőrőrs tanulmányozhatja a bűnözési adatokban bekövetkezett változásokat, hogy segítsen meghatározni, hová kell beosztani a rendőröket.

Az időalapú GIS-technológia egyik fontos felhasználási területe a nagy területen és hosszú időn keresztül zajló folyamatokat bemutató time-lapse fényképek készítése. Például az óceáni vagy légáramlatok folyadékmozgását bemutató adatok segítenek a tudósoknak jobban megérteni, hogyan mozog a nedvesség és a hőenergia a Földön.

A GIS-technológia néha lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy egy térképen további információkhoz jussanak bizonyos területekről. Egy személy rámutathat egy pontra a digitális térképen, hogy a GIS-ben tárolt egyéb információkat találjon az adott helyről. Például egy felhasználó rákattinthat egy iskolára, hogy megtudja, hány diákot írattak be, hány diák jut egy tanárra, vagy milyen sportlétesítményekkel rendelkezik az iskola.

A GIS-rendszereket gyakran használják háromdimenziós képek előállítására. Ez hasznos például a földrengések törésvonalait vizsgáló geológusok számára.

A GIS-technológia sokkal egyszerűbbé teszi a térképek frissítését, mint a kézzel készített térképek frissítése. A frissített adatokat egyszerűen hozzá lehet adni a meglévő GIS-programhoz. Az új térkép ezután kinyomtatható vagy megjeleníthető a képernyőn. Ezáltal kihagyható a hagyományos térképrajzolás folyamata, ami időigényes és költséges lehet.

GIS-állások

A GIS-technológiát számos különböző területen dolgozó emberek használják. A GIS-technológia felhasználható tudományos vizsgálatokhoz, erőforrás-gazdálkodáshoz és fejlesztési tervezéshez.

Sok kiskereskedelmi vállalkozás használja a GIS-t annak meghatározásához, hogy hol helyezzenek el egy új üzletet. A marketingcégek a GIS-t használják annak eldöntésére, hogy kinek és hol értékesítsenek üzleteket és éttermeket.

A tudósok a GIS-t arra használják, hogy összehasonlítsák a népességi statisztikákat az erőforrásokkal, például az ivóvízzel. A biológusok a GIS-t az állatok vándorlási szokásainak nyomon követésére használják.

A városi, állami vagy szövetségi tisztviselők a GIS-t arra használják, hogy természeti katasztrófa, például földrengés vagy hurrikán esetén segítsék a válaszlépések megtervezését. A GIS-térképek megmutathatják ezeknek a tisztviselőknek, hogy mely városrészek vannak a legnagyobb veszélyben, hol kell elhelyezni a vészhelyzeti menedékhelyeket, és milyen útvonalakon kell az embereknek biztonságba jutniuk.

A mérnökök a GIS-technológiát az általunk használt telefonok kommunikációs hálózatainak, valamint az internetkapcsolathoz szükséges infrastruktúrának a tervezéséhez, megvalósításához és kezeléséhez használják. Más mérnökök a GIS-t használhatják az úthálózatok és a közlekedési infrastruktúra fejlesztésére.

A GIS-technológia segítségével elemezhető információknak nincsenek határai.