© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Geografische Informatie Systemen Hoofdstuk 1 Een eerste introductie in GIS Rolf de By Ellen-Wien Augustijn (okt. 2001) Vertaling Barend Köbben (dec. 2006)

INTERNATIONAL INSTITUTE FOR GEO-INFORMATION SCIENCE AND EARTH OBSERVATION Een eerste introductie in GIS Geografisch Informatie Systeem:  Wat is het?  Waar wordt het voor gebruikt?  Een voorbeeld applicatie

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Voorbeeld van een geografisch verschijnsel  De zeewater oppervlakte temperatuur (Sea Surface Temperature = SST) en windsnelheid (Wind Speed = WS) in de Stille Oceaan rondom de evenaar varieert. Niet alleen per seizoen, maar ook over de jaren.  We willen weten wat er gebeurt en ook waardoor het veroorzaakt.  Dit fenomeen is bekend als de El Niño and La Niña verschijnselen, resp. het voorkomen van  Warmere SST dan normaal,  Koudere SST dan normaal.  Dit heeft negatieve effecten:  Achteruitgang van de zeedieren (oa. terug- lopende visvangsten)  Globale weersverande- ringen (oa. overstromingen in Peru en droogte in Australië)

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Een El Niño december Gemiddelde zeewater oppervlakte temperatuur (SST, in o C en Windsnelheid (WS, in m/s) voor de maand december 1997

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Een La Niña december Gemiddelde zeewater oppervlakte temperatuur (SST, in o C en Windsnelheid (WS, in m/s) voor de maand december 1998

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Geografische verschijnselen  Dit zijn verschijnselen die plaatvinden in de:  Geografische ruimte en de  Tijd  We bestuderen ze om ze beter te begrijpen, en om waar nodig er iets aan te doen, bv. bij El Niño:  de vissersvloot ergens anders heen sturen  watervoorraden aanleggen in Australië  dammen bouwen in Peru  Ze zijn:  door de mens gemaakt (bv., de Chinese Muur, hoogspanningslijnen, wegen, dammen, telefooncellen)  natuurlijk (bv., geologische formaties, bossen, rivieren,, meteoorinslagen, het weer)  een mengeling van beiden (bv., lawines, water- vervuiling, productie- bossen, klimaatveran- dering?)

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation GIS: Geografisch Informatie Systeem  Een computer systeem dat het mogelijk maakt een geografisch verschijnsel te bestuderen, door middel van een computer representatie (model) van het verschijnsel.  Hiertoe moet het GIS het mogelijk maken de volgende drie fundamentele fasen uit te voeren:  Data invoer : waarin gegevens betreffende het verschijnsel in het GIS ingevoerd worden en een computer model ervan wordt gebouwd.  Data analyse : waarin het model wordt bewerkt en bestudeerd om nieuwe inzichten te verkrijgen.  Data presentatie : waarin de resultaten van de analyse worden gepresenteerd (in kaart- of andere vorm).

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Een GROTE maar…  In een GIS zijn we bekijken en bewerken we een representatie van de werkelijkheid, oftewel een model  Het kan dus best zo zijn dat iets wat klopt in ons model, niet noodzakelijk ook opgaat in de werkelijkheid! We moeten dus voorzichtig (en soms ook bescheiden) zijn.  Dus let op: verwar het model nooit met de werkelijkheid…

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Data verzameling voor El Niño  Om patronen in de zeewater- temperaturen (SST) en de windsnelheid (WS) te ontdekken, heeft het Amerikaanse NOAA een 70-tal boeien verankerd in een min of meer regulier patroon in de oceaan.  Elke boei meet de SST and WS (en nog meer gegevens).  Via een satelliet verbinding worden de gegevens dagelijks naar een GIS in de VS gestuurd.

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Meerdere (types) boeien

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation de data die ze dagelijks versturen

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Na de feitelijke data-invoer  Na de invoer wordt de data voorbereid om verder te kunnen bewerken. Dit kan oa. zijn:  correcties voor de verschillende tijdzones waarin de boeien zich bevinden  correcties meetfouten in de sensoren  standardiseren van de meetwarden (bijvoorbeeld omrekenen van °F naar °C)  Check op andere fouten  Pas daarna kan de data-analyse fase beginnen…

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Data analyse  De vak experts—in dit geval vooral meteorologen en oceanografen—zullen proberen om in de data patronen en verbanden te ontdekken, bijvoorbeeld om op termijn de komende El Niño’s te kunnen voorspellen.  We weten van welke boei elke dataset afkomstig is en we weten waar de boeien verankerd zijn. Op die manier hebben we zogenaamde ge-georefereerde data.  Door (eenvoudige) analyse kunnen we bijvoorbeeld een maandelijks gemiddelde van de SST per boei berekenen:

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Analyse: Ruimtelijke Interpolatie  Uitgaande van maandelijkse gemiddelden per boei  Een ruimtelijke interpolatie om waarden te schatten voor alle locaties  Dit is typisch een functie van een GIS, want er is ruimtelijke kennis voor nodig.

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Verdere analyse  Wat is het verschil met waarden in een ‘normale’ december maand?

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation De fase van data presentatie  Doel is de data op een begrijpelijke manier te.  Wat is de boodschap?  Aan welk publiek wil ik die boodschap vertellen?  Welke medium gebruik ik?  Met welke esthetische regels moet ik rekening houden?  Welke presentatie technieken kan ik gebruiken?  De meest geschikte GIS presentatie is vaak een papieren kaart, maar niet altijd: video animaties, digitale kaarten, spreadsheets, grafieken, zijn misschien wel de beste keuze in andere gevallen.

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Definitie van een GIS  Een Geografisch Informatie Systeem is een computersysteem dat de fasen van data invoer, data analyse en data presentatie mogelijk maakt  Data vs. Informatie Data = representatie van de werkelijkheid die door de computer kan worden bewerkt Informatie = data die door een mens geïnterpreteerd is

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation GIS, databases en kaarten  Ruimtelijke databases  Om representaties van geografische verschijnse- len op te slaan ten behoeve van GIS.  Een ruimtelijke database is niet hetzelfde als een GIS. De database is het opslagmedium voor de invoerfase van het GIS  het GIS zelf is vooral gericht op bewerking en analyse van de data.  Een kaart is het resultaat van de uitvoer van de presentatiefase van een GIS.  De beperkte definitie:  GIS : een systeem om ruimtelijke data te analyseren en te  Database : een systeem om grote hoeveelheden data (oa. voor een GIS) op te slaan  Kaart : een product van de presentatiefase van een GIS  Veel GISen hebben een eigen opslag systeem (bv. in losse bestanden), maar gebruik van een database geeft meer mogelijkheden.

© International Institute for Geo-Information Science & Earth Observation Samenvatting  We willen processen die op de aarde plaatsvinden bestuderen.  Een GIS is daarvoor de geschikte technologie, omdat het opgezet is, en gereedschappen heeft, om geografische ruimte te ‘begrijpen’.  Typisch GIS gebruik bestaat uit drie fasen:  data invoer  data analyse  data presentatie