Перед тим як перейти до аналізу ролі геопросторових даних у плануванні та відбудові, важливо розібратися, з чого починається цей процес — з вибору типів даних, їх точності та методів збору.
У статті від AgroPortal про важливість розвитку інфраструктури геопросторових даних, з коментарями від Дмитра Макаренка (т.в.о. голови Державної служби з питань геодезії, картографії та кадастру), розповідається про роль національної інфраструктури геопросторових даних (НІГД) у поточних умовах в Україні. Попри щоденні оперативні завдання, пов’язані з підтримкою економіки та наданням адміністративних послуг, особлива увага приділяється глобальним реформам. Інфраструктура геопросторових даних є фундаментом для майбутньої реконструкції країни після перемоги, забезпечуючи актуальні картографічні дані для планування та інвестицій. Підтримку у цьому надають міжнародні партнери, такі як JICA та USAID. Протягом 2023 року на національному геопорталі центральними органами виконавчої влади, обласними військовими адміністраціями та територіальними громадами внесено до реєстру та верифіковано 36 961 метаданих. Переважна більшість із них — дані Державного картографо-геодезичного фонду України.
Оскільки дані є фундаментом для ГІС, важливо розуміти їх тип та процес збору, не всі дані працюють із програмним забезпеченням ГІС. Завдання полягає у тому, щоб знайти потрібні дані у потрібному форматі. Для цього корисно знати, як збираються дані, яке джерело вторинних даних і як перетворити ці дані у придатний для використання формат.
Просторові дані або дані, пов’язані з певним місцем на Землі, мають дві основні форми: растрові та векторні. Обидва типи просторових даних можна поєднувати з атрибутивними даними, які описують будь-яку додаткову інформацію, не прив’язану до розташування. Наприклад, висота та координати будівлі будуть класифіковані як просторові дані, тоді як назва цієї будівлі вважатиметься атрибутивними даними.
Растрові дані — це форма просторових даних, що складається з пікселів, розташованих у рядках і стовпцях. Кожен піксель представляє географічне розташування, а значення кожного пікселя представляє характеристику цього розташування. Хоча растрові дані дуже схожі на цифрові фотографії, у контексті ГІС вони не обов’язково є одним і тим же. Растри представляють події реального світу, такі як температура та висота, і прив’язані до певного місця на поверхні Землі, тоді як традиційні фотографії просто зображують зображення.
Дистанційне зондування використовується для визначення хімічних, фізичних і біологічних властивостей території без фізичного контакту, що робить його одним із найпопулярніших методів збору растрових даних. Цей тип збору даних ГІС в основному здійснюється за допомогою супутників і датчиків літаків, які можуть оцінювати характеристики місця, вимірюючи електромагнітне випромінювання об’єктів на поверхні.
Дистанційне зондування охоплює величезні території, включно з місцями, до яких фізично важко дістатися (наприклад, середина океану). Крім того, ця техніка збору даних ГІС дозволяє безперервно збирати інформацію, яка може бути корисною під час моніторингу місцевих температур, оцінювання рівня води, вимірювання якості повітря тощо.
Однією з форм дистанційного зондування, яке використовується для збору даних ГІС, зазвичай здійснюється за допомогою високоякісних аналогових оптичних камер – фотографія. ГІС-фотознімки можуть мати багато різних форм, включаючи супутникові зображення, аерофотознімки, теплові зображення та цифрові моделі рельєфу (ЦМР).
Незважаючи на те, що цифрові моделі рельєфу надзвичайно корисні, створити їх складніше, ніж традиційні фотографії. Щоб зробити його, вам доведеться використовувати стереозображення, а це означає, що вам знадобляться два супутникових знімка, щоб зробити знімок одного місця з різних кутів.
Аерофотозйомка є одним із найперших і найпростіших методів дистанційного збору даних ГІС, а сьогодні це один із найдешевших. Аерофотозйомка, як правило, знімає невеликі ділянки з набагато нижчої висоти, ніж супутникові зображення. Аерофотозйомка, як правило, призначена для менш масштабних застосувань, таких як управління сільським господарством, землекористування та маркетинг нерухомості.
На відміну від сіток і пікселів, пов’язаних із растровими даними, векторні дані відображають просторову інформацію через точки, лінії та багатокутники. Точки часто представляють координати, лінії представляють лінійні об’єкти, такі як дороги та річки, а багатокутники представляють території, такі як межі власності, водойми чи межі міста.
Хоча наземні дослідження не є найефективнішою або економічно ефективною методологією, вони є найточнішою формою векторного збору даних ГІС. З цієї причини польові роботи, як правило, є методом вибору, коли мова йде про вимірювання будівель, меж власності та інших об’єктів, де точність є головним пріоритетом. Основний принцип тут полягає у тому, що місцеположення можна визначити шляхом оцінки напрямку та відстані від інших відомих місць. Польові роботи це чудовий спосіб визначення контрольної точки для інших форм збору даних ГІС.
LiDAR – є відносно новою технологією, яка використовується для збору даних ГІС, LiDAR досить складний, але основними компонентами є літак, авто, мобільні пристрої та технологія GPS. Прилади збирають детальну інформацію про форму Землі, скануючи територію за допомогою мерехтливих вогнів, що забезпечує точну, майже миттєву топографічну зйомку.
Дані ГІС не мають особливого значення, якщо їх не можна завантажити у програмне забезпечення ГІС, і щоб переконатися, що це можливо, вам доведеться оцифрувати їх. Оцифровка — це процес перетворення паперових даних, таких як карти, друковані зображення та документи, у цифровий формат. Окрім того факту, що програмне забезпечення потребує цифрових даних, є багато причин оцифровувати документи. Перш за все, оцифрування захищає паперові файли від випадкового знищення, зношування і т.д. Однак, можливо, ще важливішим є те, що оцифрування дозволяє різним формам даних взаємодіяти одна з одною.
Сканування є одним із найпростіших способів перетворення фізичних документів у цифрові формати. При скануванні документу, сканер завантажує цифрове зображення сторінки. Як і всі зображення, скановані документи відображатимуться у растровому форматі.
Фотограмметрія — це процес визначення вимірювань із зображень, що накладаються один на одного, по суті створення 3D-моделей шляхом аналізу кількох фотографій однієї області. Ця складна наука є напрочуд доступною та може призвести до дуже детальної топографічної візуалізації.
Порівняння растрових і векторних даних схоже на порівняння яблук і апельсинів; щоб аналізувати та робити висновки з даних ГІС, їх необхідно інтегрувати. Фотографії, супутникові зображення та відскановані файли, як правило, починаються у растровому форматі, тому їх, імовірно, потрібно буде перетворити на вектори для використання – процес, який називається векторизацією. Перетворення пікселів у точки може зайняти багато часу вручну, але, на щастя, програмне забезпечення ГІС може допомогти пришвидшити процес.
Однією з ситуацій, коли може знадобитися векторизація, є використання аерофотознімка, у цьому випадку процес може виглядати так:
Після того, як програмне забезпечення ГІС створило шар карти з фотоданими, воно може визначити площу об’єктів, виміряти відстань між об’єктами та інше.
Для багатьох проектів було б майже неможливо зібрати всі необхідні дані самостійно. Тут на допомогу приходять зовнішні джерела даних. Незалежно від того, звідки надходять дані, програмне забезпечення ГІС може накладати всю інформацію на одну багатошарову карту.
Будь-яка інформація, пов’язана з певним місцем, може бути частиною збору даних ГІС. За даними National Geographic, існує чотири основні категорії даних ГІС:
Існує два основних компоненти перекладу даних для програмного забезпечення ГІС: синтаксичний і семантичний переклад. Синтаксичний переклад набагато легший з двох, оскільки він передбачає лише переклад символів, таких як літери та цифри, між системами. З іншого боку, семантичний переклад трохи складніший, його мета розшифрувати значення даних, і хоча є помітний прогрес, семантичний переклад, як правило, не дуже точний.
Джерело: lendid
