System Informacji Geograficznej (GIS) to system komputerowy służący do przechwytywania, przechowywania, sprawdzania i wyświetlania danych związanych z położeniem na powierzchni Ziemi. Poprzez powiązanie pozornie niepowiązanych danych, GIS może pomóc osobom i organizacjom lepiej zrozumieć wzorce i relacje przestrzenne.

Technologia GIS jest kluczową częścią infrastruktury danych przestrzennych, którą Biały Dom definiuje jako „technologię, politykę, standardy, zasoby ludzkie i powiązane działania niezbędne do pozyskiwania, przetwarzania, dystrybucji, wykorzystania, utrzymania i konserwacji danych przestrzennych.”

GIS może wykorzystać każdą informację, która zawiera lokalizację. Lokalizacja może być wyrażona na wiele różnych sposobów, takich jak szerokość i długość geograficzna, adres lub kod pocztowy.

Wiele różnych typów informacji może być porównywanych i zestawianych przy użyciu GIS. System może zawierać dane o ludziach, takie jak populacja, dochód lub poziom wykształcenia. Może on zawierać informacje o krajobrazie, takie jak lokalizacja strumieni, różne rodzaje roślinności i różne rodzaje gleby. Może zawierać informacje o miejscach fabryk, gospodarstw rolnych i szkół, lub kanalizacji burzowej, dróg i linii elektrycznych.

Z technologią GIS, ludzie mogą porównać lokalizacje różnych rzeczy w celu odkrycia, jak odnoszą się one do siebie. Na przykład, przy użyciu GIS, pojedyncza mapa może zawierać miejsca, które produkują zanieczyszczenia, takie jak fabryki, i miejsca, które są wrażliwe na zanieczyszczenia, takie jak tereny podmokłe i rzeki. Taka mapa pomogłaby ludziom określić, gdzie zasoby wody są najbardziej zagrożone.

Uzyskiwanie danych

Formaty danych

Aplikacje GIS obejmują zarówno sprzęt, jak i systemy oprogramowania. Aplikacje te mogą zawierać dane kartograficzne, dane fotograficzne, dane cyfrowe lub dane w arkuszach kalkulacyjnych.

Dane kartograficzne są już w formie mapy i mogą zawierać takie informacje jak położenie rzek, dróg, wzgórz i dolin. Dane kartograficzne mogą również zawierać dane pomiarowe i informacje kartograficzne, które mogą być bezpośrednio wprowadzone do GIS.

Interpretacja fotograficzna jest ważną częścią GIS. Interpretacja fotograficzna polega na analizie zdjęć lotniczych i ocenie występujących na nich cech.

Dane cyfrowe mogą być również wprowadzane do GIS. Przykładem tego rodzaju informacji są dane komputerowe zebrane przez satelity, które pokazują wykorzystanie terenu – lokalizację gospodarstw, miast i lasów.

Zdalne wykrywanie zapewnia kolejne narzędzie, które może być zintegrowane z GIS. Teledetekcja obejmuje zdjęcia i inne dane zebrane z satelitów, balonów i dronów.

Wreszcie, GIS może również zawierać dane w formie tabeli lub arkusza kalkulacyjnego, takie jak dane demograficzne populacji. Dane demograficzne mogą obejmować wiek, dochód i pochodzenie etniczne, a także ostatnie zakupy i preferencje dotyczące przeglądania Internetu.

Technologia GIS pozwala, aby wszystkie te różne rodzaje informacji, bez względu na ich źródło lub oryginalny format, zostały nałożone na siebie na jednej mapie. GIS wykorzystuje lokalizację jako kluczową zmienną indeksową do powiązania tych pozornie niepowiązanych danych.

Wprowadzanie informacji do GIS nazywane jest pozyskiwaniem danych. Dane, które są już w formie cyfrowej, takie jak większość tabel i obrazów wykonanych przez satelity, mogą być po prostu załadowane do GIS. Mapy jednak muszą być najpierw zeskanowane lub przekonwertowane do formatu cyfrowego.

Dwa główne typy formatów plików GIS to rastrowy i wektorowy. Formaty rastrowe to siatki komórek lub pikseli. Formaty rastrowe są przydatne do przechowywania danych GIS, które się zmieniają, takich jak wysokość lub obrazy satelitarne. Formaty wektorowe to wielokąty, które wykorzystują punkty (zwane węzłami) i linie. Formaty wektorowe są przydatne do przechowywania danych GIS o sztywnych granicach, takich jak okręgi szkolne lub ulice.

Związki przestrzenne

Technologia GIS może być wykorzystywana do wyświetlania związków przestrzennych i sieci liniowych. Relacje przestrzenne mogą wyświetlać topografię, taką jak pola uprawne i strumienie. Mogą one również wyświetlać wzorce zagospodarowania terenu, takie jak lokalizacja parków i kompleksów mieszkaniowych.

Sieci liniowe, czasami nazywane sieciami geometrycznymi, są często reprezentowane przez drogi, rzeki i sieci użyteczności publicznej w GIS. Linia na mapie może oznaczać drogę lub autostradę. Z warstw GIS, jednak, że droga może wskazywać granicę dzielnicy szkolnej, park publiczny, lub inne demograficzne lub zagospodarowania przestrzennego obszaru. Wykorzystując różne sposoby pozyskiwania danych, liniowa sieć rzeki może być odwzorowana w GIS w celu wskazania przepływu strumienia różnych dopływów.

GIS musi sprawić, że informacje z różnych map i źródeł dopasują się, więc pasują do siebie w tej samej skali. Skala jest relacją między odległością na mapie a rzeczywistą odległością na Ziemi.

Często, GIS musi manipulować danymi, ponieważ różne mapy mają różne projekcje. Projekcja jest metodą przenoszenia informacji z zakrzywionej powierzchni Ziemi na płaską kartkę papieru lub ekran komputera. Różne rodzaje projekcji realizują to zadanie w różny sposób, ale wszystkie powodują pewne zniekształcenia. Przeniesienie zakrzywionego, trójwymiarowego kształtu na płaską powierzchnię nieuchronnie wymaga rozciągnięcia niektórych części i ściśnięcia innych.

Mapa świata może pokazywać albo prawidłowe rozmiary krajów, albo ich prawidłowe kształty, ale nie może robić obu. GIS pobiera dane z map, które zostały wykonane przy użyciu różnych projekcji i łączy je tak, że wszystkie informacje mogą być wyświetlane przy użyciu jednej wspólnej projekcji.

Mapy GIS

Po wprowadzeniu wszystkich pożądanych danych do systemu GIS, mogą one zostać połączone w celu uzyskania szerokiej gamy indywidualnych map, w zależności od tego, które warstwy danych są uwzględnione. Jednym z najczęstszych zastosowań technologii GIS jest porównywanie cech naturalnych z działalnością człowieka.

Na przykład, mapy GIS mogą wyświetlać cechy stworzone przez człowieka w pobliżu pewnych cech naturalnych, takich jak domy i firmy znajdujące się na obszarach podatnych na zalanie.

Technologia GIS pozwala również użytkownikom „zagłębić się” w konkretny obszar, korzystając z wielu rodzajów informacji. Mapy pojedynczego miasta lub dzielnicy mogą odnosić się do takich informacji, jak średni dochód, sprzedaż książek lub wzorce głosowania. Każda warstwa danych GIS może być dodana lub odjęta do tej samej mapy.

Mapy GIS mogą być używane do pokazywania informacji o liczbach i gęstości. Na przykład, GIS może pokazać, ilu lekarzy jest w sąsiedztwie w porównaniu do populacji obszaru.

Dzięki technologii GIS badacze mogą również przyjrzeć się zmianom zachodzącym w czasie. Mogą wykorzystywać dane satelitarne do badania tematów takich jak postęp i cofanie się pokrywy lodowej w regionach polarnych, i jak to pokrycie zmieniło się w czasie. Posterunek policji może badać zmiany w danych dotyczących przestępczości, aby pomóc określić, gdzie należy przydzielić funkcjonariuszy.

Jednym z ważnych zastosowań technologii GIS opartej na czasie jest tworzenie fotografii poklatkowej, która pokazuje procesy zachodzące na dużych obszarach i w długich okresach czasu. Na przykład dane pokazujące ruch płynów w prądach oceanicznych lub powietrznych pomagają naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób wilgoć i energia cieplna przemieszczają się po całym świecie.

Technologia GIS czasami umożliwia użytkownikom dostęp do dalszych informacji na temat określonych obszarów na mapie. Osoba może wskazać miejsce na mapie cyfrowej, aby znaleźć inne informacje przechowywane w systemie GIS na temat tej lokalizacji. Na przykład, użytkownik może kliknąć na szkołę, aby dowiedzieć się, ilu uczniów jest zapisanych, ilu uczniów przypada na jednego nauczyciela lub jakie obiekty sportowe posiada szkoła.

Systemy GIS są często wykorzystywane do tworzenia obrazów trójwymiarowych. Jest to przydatne, na przykład, dla geologów badających uskoki trzęsień ziemi.

Technologia GIS sprawia, że aktualizacja map jest znacznie łatwiejsza niż aktualizacja map tworzonych ręcznie. Zaktualizowane dane mogą być po prostu dodane do istniejącego programu GIS. Nowa mapa może być następnie wydrukowana lub wyświetlona na ekranie. Pomija to tradycyjny proces rysowania mapy, który może być czasochłonny i kosztowny.

Praca w GIS

Ludzie pracujący w wielu różnych dziedzinach korzystają z technologii GIS. Technologia GIS może być wykorzystywana do badań naukowych, zarządzania zasobami i planowania rozwoju.

Wiele firm detalicznych wykorzystuje GIS, aby pomóc im określić, gdzie zlokalizować nowy sklep. Firmy marketingowe używają GIS, aby zdecydować, komu sprzedawać sklepy i restauracje, i gdzie ten marketing powinien być.

Naukowcy używają GIS do porównywania statystyk populacji z zasobami takimi jak woda pitna. Biolodzy używają GIS do śledzenia wzorców migracji zwierząt.

Urzędnicy miejscy, państwowi lub federalni używają GIS, aby pomóc w planowaniu reakcji w przypadku klęski żywiołowej, takiej jak trzęsienie ziemi lub huragan. Mapy GIS mogą pokazać tym urzędnikom, które dzielnice są najbardziej zagrożone, gdzie zlokalizować schrony i jakie drogi ludzie powinni obrać, aby osiągnąć bezpieczeństwo.

Inżynierowie wykorzystują technologię GIS do wspierania projektowania, wdrażania i zarządzania sieciami komunikacyjnymi dla telefonów, z których korzystamy, jak również infrastruktury niezbędnej do łączności internetowej. Inni inżynierowie mogą wykorzystywać GIS do opracowywania sieci dróg i infrastruktury transportowej.

Nie ma ograniczeń co do rodzaju informacji, które mogą być analizowane przy użyciu technologii GIS.

.