Ett geografiskt informationssystem (GIS) är ett datorsystem för att samla in, lagra, kontrollera och visa data om positioner på jordens yta. Genom att relatera till synes orelaterade data kan GIS hjälpa individer och organisationer att bättre förstå rumsliga mönster och relationer.

GIS-teknik är en viktig del av infrastrukturen för rumsliga data, som Vita huset definierar som ”teknik, politik, standarder, mänskliga resurser och relaterad verksamhet som krävs för att förvärva, bearbeta, distribuera, använda, underhålla och bevara rumsliga data”.

GIS kan använda all information som innehåller platsinformation. Platsen kan uttryckas på många olika sätt, till exempel latitud och longitud, adress eller postnummer.

Många olika typer av information kan jämföras och ställas mot varandra med hjälp av GIS. Systemet kan innehålla uppgifter om människor, t.ex. befolkning, inkomst eller utbildningsnivå. Det kan innehålla information om landskapet, t.ex. var vattendrag, olika typer av vegetation och olika typer av jordmån finns. Det kan innehålla information om var fabriker, gårdar och skolor ligger, eller om dagvattenledningar, vägar och elledningar.

Med hjälp av GIS-teknik kan människor jämföra olika sakers placering för att upptäcka hur de förhåller sig till varandra. Med hjälp av GIS kan en enda karta till exempel innehålla platser som producerar föroreningar, till exempel fabriker, och platser som är känsliga för föroreningar, till exempel våtmarker och floder. En sådan karta skulle hjälpa människor att avgöra var vattenförsörjningen är mest hotad.

Data Capture

Data Formats

GIS-tillämpningar omfattar både hård- och mjukvarusystem. Dessa tillämpningar kan innehålla kartografiska data, fotografiska data, digitala data eller data i kalkylblad.

Kartografiska data finns redan i kartform och kan innehålla sådan information som var floder, vägar, kullar och dalar finns. Kartografiska data kan också omfatta undersökningsdata och kartinformation som kan föras in direkt i ett GIS.

Fototolkning är en viktig del av GIS. Fototolkning innebär att man analyserar flygfoton och bedömer de funktioner som förekommer.

Digitala data kan också föras in i ett GIS. Ett exempel på denna typ av information är datadata som samlas in av satelliter och som visar markanvändningen – var gårdar, städer och skogar ligger.

Fjärranalys är ett annat verktyg som kan integreras i ett GIS. Fjärranalys omfattar bilder och andra data som samlas in från satelliter, ballonger och drönare.

Slutligt kan GIS också innehålla data i tabell- eller kalkylbladsform, t.ex. demografiska uppgifter om befolkningen. Demografiska uppgifter kan vara allt från ålder, inkomst och etnicitet till nyligen gjorda inköp och preferenser för surfning på internet.

GIS-tekniken gör det möjligt att lägga alla dessa olika typer av information, oavsett källa eller ursprungligt format, ovanpå varandra på en enda karta. GIS använder platsen som den viktigaste indexvariabeln för att relatera dessa till synes orelaterade uppgifter.

Att föra in information i GIS kallas datainsamling. Data som redan finns i digital form, t.ex. de flesta tabeller och bilder tagna av satelliter, kan helt enkelt laddas upp i GIS. Kartor måste dock först skannas eller konverteras till digitalt format.

De två viktigaste typerna av GIS-filformat är raster- och vektorformat. Rasterformat är rutnät av celler eller pixlar. Rasterformat är användbara för att lagra GIS-data som varierar, t.ex. höjd- eller satellitbilder. Vektorformat är polygoner som använder punkter (kallade noder) och linjer. Vektorformat är användbara för lagring av GIS-data med fasta gränser, t.ex. skoldistrikt eller gator.

Spatiala relationer

GIS-teknik kan användas för att visa spatiala relationer och linjära nätverk. Rumsliga relationer kan visa topografi, t.ex. jordbruksfält och vattendrag. De kan också visa markanvändningsmönster, t.ex. var parker och bostadsområden är belägna.

Linjära nätverk, som ibland kallas geometriska nätverk, representeras ofta av vägar, floder och nät av allmännyttiga företag i ett GIS. En linje på en karta kan indikera en väg eller motorväg. Med GIS-skikt kan den vägen dock ange gränsen för ett skoldistrikt, en offentlig park eller ett annat demografiskt område eller område med markanvändning. Med hjälp av olika datainsamlingar kan en flods linjära nätverk kartläggas i ett GIS för att visa flödet från olika bifloder.

GIS måste få informationen från alla olika kartor och källor att stämma överens, så att de passar ihop i samma skala. En skala är förhållandet mellan avståndet på en karta och det faktiska avståndet på jorden.

Ofta måste GIS manipulera data eftersom olika kartor har olika projektioner. En projektion är den metod som används för att överföra information från jordens krökta yta till ett platt papper eller en datorskärm. Olika typer av projektioner utför denna uppgift på olika sätt, men alla resulterar i en viss förvrängning. För att överföra en krökt, tredimensionell form till en platt yta måste man oundvikligen sträcka ut vissa delar och pressa andra.

En världskarta kan visa antingen ländernas korrekta storlek eller deras korrekta form, men den kan inte göra båda. GIS tar data från kartor som gjorts med hjälp av olika projektioner och kombinerar dem så att all information kan visas med hjälp av en gemensam projektion.

GIS-kartor

När alla önskade data har matats in i ett GIS-system kan de kombineras för att producera en mängd olika individuella kartor, beroende på vilka datalager som ingår. En av de vanligaste användningsområdena för GIS-teknik är att jämföra naturliga funktioner med mänsklig verksamhet.

GIS-kartor kan till exempel visa vilka konstgjorda funktioner som finns i närheten av vissa naturliga funktioner, t.ex. vilka bostäder och företag som ligger i översvämningsbenägna områden.

GIS-tekniken gör det också möjligt för användarna att ”gräva djupt” i ett visst område med många typer av information. Kartor över en enskild stad eller ett enskilt bostadsområde kan relatera sådan information som genomsnittlig inkomst, bokförsäljning eller röstningsmönster. Alla GIS-datalager kan läggas till eller dras bort på samma karta.

GIS-kartor kan användas för att visa information om antal och täthet. GIS kan till exempel visa hur många läkare det finns i ett område jämfört med områdets befolkning.

Med GIS-teknik kan forskare också titta på förändringar över tid. De kan använda satellitdata för att studera ämnen som isens framryckning och tillbakadragande i polarområdena och hur denna täckning har förändrats över tid. Ett polisdistrikt kan studera förändringar i brottsdata för att avgöra var poliserna ska placeras.

En viktig användning av tidsbaserad GIS-teknik innebär att skapa tidsförloppsbilder som visar processer som sker över stora områden och långa tidsperioder. Data som visar rörelsen av vätska i havs- eller luftströmmar hjälper till exempel forskare att bättre förstå hur fukt och värmeenergi rör sig runt om i världen.

GIS-tekniken gör det ibland möjligt för användare att få tillgång till ytterligare information om specifika områden på en karta. En person kan peka på en plats på en digital karta för att hitta annan information som finns lagrad i GIS om den platsen. En användare kan till exempel klicka på en skola för att få reda på hur många elever som är inskrivna, hur många elever det finns per lärare eller vilka idrottsanläggningar skolan har.

GIS-system används ofta för att producera tredimensionella bilder. Detta är till exempel användbart för geologer som studerar jordbävningsförkastningar.

GIS-teknik gör det mycket lättare att uppdatera kartor än att uppdatera kartor som skapats manuellt. Uppdaterade data kan helt enkelt läggas till i det befintliga GIS-programmet. En ny karta kan sedan skrivas ut eller visas på skärmen. På så sätt slipper man den traditionella processen att rita en karta, vilket kan vara tidskrävande och dyrt.

GIS-jobb

Människor som arbetar inom många olika områden använder sig av GIS-teknik. GIS-teknik kan användas för vetenskapliga undersökningar, resursförvaltning och utvecklingsplanering.

Många detaljhandelsföretag använder GIS för att avgöra var de ska placera en ny butik. Marknadsföringsföretag använder GIS för att bestämma vem som ska marknadsföra butiker och restauranger och var marknadsföringen ska ske.

Vetenskapsmän använder GIS för att jämföra befolkningsstatistik med resurser som till exempel dricksvatten. Biologer använder GIS för att spåra djurens vandringsmönster.

Stadstjänstemän, delstatstjänstemän eller federala tjänstemän använder GIS för att planera sina insatser vid en naturkatastrof, t.ex. en jordbävning eller en orkan. GIS-kartor kan visa dessa tjänstemän vilka stadsdelar som är mest hotade, var man ska placera nödbostäder och vilka vägar människor ska ta för att komma i säkerhet.

Ingenjörer använder GIS-teknik för att stödja utformning, genomförande och förvaltning av kommunikationsnätverk för de telefoner vi använder samt den infrastruktur som krävs för internetuppkoppling. Andra ingenjörer kan använda GIS för att utveckla vägnät och transportinfrastruktur.

Det finns ingen gräns för vilken typ av information som kan analyseras med hjälp av GIS-teknik.