PROIECTAREA ŞI IMPLEMENTAREA SISTEMELOR INFORMATICE GEOGRAFICE

Mai multe detalii PROIECTAREA ŞI IMPLEMENTAREA SISTEMELOR INFORMATICE GEOGRAFICE

Sistemele Informatice Geografice (SIG) au o importanta deosebita in noua etapa de dezvoltare a societatii informatizate. Aparitia unor versiuni noi ale aplicatiilor de culegere, prelucrare si management pentru datele geografice pe calculatoarele personale, inclusiv cu folosirea retelelor de calculatoare, a dus la cresterea continua a numarului de utilizatori ai acestor sisteme. Nu exista domeniu de activitate in care datele geografice sa nu fie utilizate. Dintre aceste date, un rol deosebit il au datele de pozitie si datele atribut. Prin prelucrarea acestora sau prin interogarea directa se pot obtine pozitiile unor obiecte sau fenomene, ariile unor suprafete terestre, volumele de decopertare sau de umplutura, debitele unor fluxuri, lungimile unor trasee de transport, pozitiile optime de amplasare a unor constructii etc.

Aplicatiile presupun structurarea datelor si realizarea bazelor de date geografice, mai complexe decat bazele de date obisnuite. Aceste baze de date geografice trebuie sa permita accesarea simpla, usoara si cu raspunsuri rapide, calculul unor marimi derivate din date, crearea de rapoarte complexe, inclusiv harti, cartograme, diagrame, cartodiagrame sau chiar animatii cartografice etc., vizualizarea fiind mult usurata si inteleasa de fiecare utilizator (Nitu, C., 1992).

Exista numeroase pareri asupra folosirii expresiilor de „sistem informational geografic” si „sistem informatic geografic”. Se stie ca sistemul informatic este acea parte a sistemului informational care presupune folosirea exclusiva a calculatorului electronic. Dar se mai poate oare vorbi acum de sistem informational fara folosirea calculatorului electronic? Dilema vine si de la traducerea diferita a expresiei din limba engleza „geographic(al) information sistem” (GIS). Optiunea noastra este legata si de rolul datelor, in general al informatiei geografice, aceasta informatie facand obiectul cunoasterii, structurarii, culegerii, validarii, stocarii, prelucrarii, gestiunii si furnizarii.

Introducerea disciplinei „Sisteme informatice geografice” sau SIG, chiar sub alta denumire, in programa de studiu a Facultatii de Geografie a Universitatii din Bucuresti si-a dovedit utilitatea de peste un deceniu. Notiuni ca baza de date geografice, cartografie asistata de calculator, telecartografie, cartografie folosind web, webmapping, servicii bazate pe localizare (LBS – location based services) si sisteme informatice bazate pe localizare (LBIS – location based information systems), GPS etc. devin obisnuite societatii actuale.

Absolventii facultatii vor lucra in domenii cat mai diverse, care presupun folosirea unor aplicatii specifice SIG. Lucrarea este destinata studentilor acestei facultati, dar poate fi folosita si de catre studentii altor facultati care studiaza stiintele geonomice sau de catre utilizatorii SIG din diverse domenii.

Lucrarea se refera la proiectarea si implementarea sistemelor informatice geografice, disciplina din programa de studii de master a unor specializari ale facultatii. Sistemul informatic geografic - SIG implica o activitate de cooperare. La nivelul superior al unei organizatii, profesionistii SIG trebuie sa organizeze intalniri de tipul brainstorming pentru a cunoaste toate cerintele, chiar sa creeze o lista de discutii pe un server Web, astfel ca toti utilizatorii sa dezbata problemele de instruire, sa stabileasca un grup de lucru si in general sa duca planul spre reusita.

Este strict necesara certificarea standardelor pentru SIG la nivel national, ceea ce duce la o buna cooperare, cu beneficii pentru intreaga comunitate SIG. Colaborarea, care face intelese datele si documentele deschise si accesibile altor utilizatori, este un factor primordial pentru specialistii SIG si lucrarea de fata are acelasi scop nobil.

Multe carti descriu un SIG, componentele acestuia, programele si echipamentele necesare, datele si procedurile de culegere, validare, prelucrare si stocare a acestora, de extragere a datelor, de realizare a unor produse complexe conform unor conditii cerute de beneficiari.

Lucrarea trateaza activitatile de proiectare si realizare a sistemelor, adresandu-se specialistilor SIG, dar si celor care urmaresc modul de realizare si folosire a sistemului sau care intocmesc studii de fezabilitate si specificatiile necesare diferitelor subsisteme sau ale sistemului in ansamblu.

Este interesant de accentuat cui i se adreseaza lucrarea. La realizarea unui SIG participa numerosi specialisti, sistemul fiind folosit de mai multe tipuri de utilizatori, cu nivele diferite de pregatire, cei mai importanti fiind utilizatorii care iau decizii asupra activitatilor de modificare spatiala a detaliilor geografice sau de inlaturare a efectelor fenomenelor geografice naturale si antropice.

Multe informatii privind proiectarea si implementarea sunt cuprinse in sute de cerinte referitoare la proceduri si date, in special privind structura bazelor de date si fisiere cu documentatii privind bazele de date si functiile programelor si aplicatiilor. Probabil ca exista mii de documente publice si private la organizatii si companii de consultanta care au implementat asemenea sisteme. Cu toate ca este foarte greu sa se obtina accesul la aceste informatii; exista totusi unele date generale specifice unor aplicatii particulare, folosite in special in institutiile publice.

Exista numeroase lucrari referitoare la proiectarea bazelor de date relationale si pe obiecte, dar care nu contin informatii asupra modului de lucru cu date spatiale, cu care sa se poata raspunde la intrebarile ce incep cu „unde”. Este important sa se stie cum sa se proiecteze un sistem informatic general, dar proiectarea unui sistem informatic geografic pune noi restrictii si cerinte.

In administratia locala, proiectarea unei baze de date pentru a asigura activitatile de planificare si zonare este destul de interesanta. Scopul lucrarii este de a explicita problemele datelor spatiale in proiectarea si implementarea unui SIG si de a furniza exemple utile comunitatii SIG.

Oamenii devin implicati in SIG prin toate felurile de intrebari si raspunsuri. Unii devin interesati prin studiile de urbanism si inginerie civila, proiectarea si desenarea asistata de calculator (CAD), pe cand altii prin studiul teledetectiei mediului sau cartografiei. Sunt experti sau oameni obisnuiti care vin spre SIG dinspre studii care nu sunt tehnice sau de cartografiere; dar care stiu si recunosc ca un SIG ar putea sa-i ajute mai bine in atributiile lor, de exemplu etnografii, arheologii, psihologii, literatii, istoricii, statisticienii.

Altii vin dupa specializarea in planificare teritoriala, geografia mediului, sanatate publica, geomorfologie, climatologie, masuratori terestre, administrarea proprietatii, turism, transporturi, siguranta publica, de la oricare din zecile de domenii de aplicare ce pot beneficia de SIG. Deoarece exista atat de multe domenii ale activitatii umane care pot beneficia de harti si de SIG, trebuie sa ne rezumam la nivelul general, fara concentrarea pe un domeniu de aplicare particular. Accentul este pus pe modul practic de lucru cu datele, aplicatiile si software-ul cu care organizatiile trebuie sa le ia in consideratie.

Cuvânt înainte PROIECTAREA ŞI IMPLEMENTAREA SISTEMELOR INFORMATICE GEOGRAFICE

Cuvant inainte / 9

Capitolul 1: Sistemul informatic geografic /11

1.1 Clasificarea sistemelor informatice geografice/ 15

1.2 Componentele sistemului informatic geografic /16

1.3 Sisteme informatice geografice generale si dedicate /19

Capitolul 2. Managementul proiectelor SIG./ 23

2.1 Insuccesul unui proiect /24

2.2 Instrumente specifice managementului de proiect/ 25

2.3 Organizarea resurselor umane / 27

Capitolul 3: Evaluarea si analiza cerintelor/ 30

3.1 Implicatii organizationale / 30

3.2 Necesitatea instruirii/ 31

3.3 Urmarirea asteptarilor utilizatorilor / 31

3.4 Evaluarea cerintelor/ 32

3.5 Asistarea utilizatorilor curenti / 32

3.6 Categorisirea utilizatorilor /33

3.7 Factorii ce determina cerintele si exemple de aplicatii/ 34

3.8 Asamblarea cerintelor / 49

3.9 Elementele unui studiu de fezabilitate / 49

Capitolul 4: Schema proiectarii bazelor de date ale SIG/ 52

4.1 Tipuri de baze de date intr-un SIG / 52

4.2 Aspecte de proiectare a bazelor de date / 57

4.3 Metadatele /64

Capitolul 5: Proiectarea datelor spatiale / 67

5.1 Generalitati / 67

5.2 Date vectoriale, date raster si date de tip grila / 69

5.3 Structuri de date geografice/ 75

5.4 Concluzii referitoare la structurile de date/ 78

5.5 Alegerea modelului de date pentru exemplul analizat/ 79

5.6 Straturi si obiecte/ 79

5.7 Precizia straturilor /79

5.8 Alegerea unui sistem de coordonate si a proiectiei cartografice/ 80

5.9 Indexarea spatiala / 81

Capitolul 6: Proiectarea structurii datelor tematice sau atributelor/ 82

6.1 Principii generale privind campurile tabelelor D si G / 83

6.2 Principii specifice tabelelor G/ 84

6.3 Principii pentru campurile tabelelor D/84

6.4 Proiectarea elementelor de intrare/ 85

6.5 Proiectarea elementelor de iesire/ 85

6.6 Proiectarea aplicatiilor/ 87

Capitolul 7: Achizitionarea si conversia datelor, faza a implementarii / 88

7.1 Planul de implementare/ 88

7.2 Arhitectura sistemului/ 88

7.3 Achizitionarea si conversia datelor/ 91

7.4 Culegerea datelor digitale/ 92

7.5 Selectarea firmei de culegere a datelor/ 99

7.6 Realizarea unui proiect pilot/100

Capitolul 8: Selectarea hardware-ului si software-ului la implementare/ 101

8.1 Consideratii privind software-ul/ 102

8.2 Consideratii privind hardware-ul/ 108

Capitolul 9: Aspecte organizationale avute in vedere la proiectarea unui SIG/ 114

9.1 Atributiile utilizatorilor/ 114

9.2 Incadrarea cu personal pentru proiectare si implementare / 115

9.3 Dispunerea componentelor SIG / 115

Capitolul 10: Probleme ulterioare de management si interactionare cu sistemul/ 117

10.1 Consultant al BD si vizualizator/ 117

10.2 Editorul de date spatiale / 118

10.3 Editorul datelor atribut/ 119

10.4 Dezvoltatorul de aplicatii /119

10.5 Administratorul bazei de date SIG /120

10.6 Managementul atributiilor utilizatorilor/ 120

10.7 Analiza interfetelor desktop/ 121

10.8 Analiza interfetelor Web / 121

10.9 Interactiunea dintre SIG si organizatie/ 122

10.10 Probleme finale de management la interactiunea cu sistemul/ 123

10.11 Optiunea pentru o noua echipa de conducere/ 123

10.12 Evaluarea /124

10.13 Controlul accesului /124

10.14 Planul de mentenanta/125

10.15 Aspecte privind furnizarea datelor/ 127

BIBLIOGRAFIE/ 130

Anexa nr. 1: Exemplu de cerere de propuneri pentru un SIG/ 135

Anexa nr. 2: Exemplu de studiu de fezabilitate pentru un SIG (doar cuprinsul)/ 139

Anexa nr. 3: Exemple de criterii de evaluare functionalitate SIG/ 140

Glosar de termeni SIG/ 146

Lista figurilor/ 153

Lista tabelelor /155

Despre autor

Constantin Nitu

Prof. univ. dr. ing. Nitu Constantin, Facultatea de Geografie - Universitatea din Bucuresti, Academia Tehnica Militara, Bucuresti

http://webdidacticanova.blogspot.ro/

Cursuri predate:

Sisteme informationale geografice; Cartografie computerizata; Sisteme informatice geografice; Informatica geografica; Geoinformatica; Baze de date geografice; Modelarea numerica altitudinala (modelarea digitala a reliefului); Invatarea asistata de calculator; Geodezie.

Publicatii: peste 100 de publicatii (cursuri universitare, caiete de lucrari practice, dictionare, lucrari in volum, harti, articole stiintifice publicate in tara si in strainatate, articole de informare stiintifica).

Proiecte de cercetare stiintifica:

Participarea, in calitate de membru al echipei de cercetare, responsabil de tema  si director de proiect, la peste 70 proiecte de cercetare finantate de Ministerul Apararii Nationale, Directia Topografica Militara, Academia R.S.R., C.N.F.I.S., C.N.S.T., Centrul de Calcul Minier Cluj-Napoca, Centrul de Calcul Minier Petrosani, I.C.P.A., I.G.F.C.O.T., I.S.C.I.F., I.S.P.I.F, M.E.I., Ministerul Agriculturii (in perioada 1974 - 2006).

Lista lucrarilor publicate (numai cursuri universitare si lucrari in volum):

1. Nitu, C., (1976). Algoritmi si programe pentru executarea calculelor topografice. Editura D.T.M., 80 pagini.

2. Nitu, C., (1977). Instructiuni de folosire a pachetului de programe de prelucrare a datelor geometrice PDG. Editura D.T.M., 64 pagini.

3. Anculete G., Nitu, C., (1980). Folosirea fotogramelor aeriene. Editura Militara, 64 pagini.

4. Nitu, C., (1992). Pachet de programe pentru construntia automatizata a hartilor, Academia de Inalte Studii Militare, 72 de pagini.

5. Nitu, C., (1992). Tolerances in digital mapping. XVII International Congress for photogrammetry and remote sensing, Washington DC. In: International archives of photogrammetry and remote sensing, volume XXIX, part B4, 1061-1067, Washington DC.

6. Stas, I., Nitu, C. s.a. (1994). 45 de ani de invatamant politehnic militar. A.T.M., Bucuresti, 48 pagini.

7. Nitu, C., (1993). Dictionar tehnic ruso-roman. A.T.M., Bucuresti, (in colaborare, partea de geodezie, 20 pagini).

8. Nitu, C., (1995). Errors and tolerances in the mapping, photogrammetry, RS and GIS integration. In: Proceedings of ICA  World Conference, barcelona. Vol. II, 493-501, ISBN 84-393-3583-0.

9. Nitu, C., (1996). Errors and tolerances in digital mapping.. In: International archives of photogrammetry and remote sensing, volume XXIX, part B4, 921-929, XVIII ISPRS Congress, 12-18 July, Vienna, Austria.

10. Nitu, C., (1995). Cartografie matematica. A.T.M., 224 pagini.

11. Nitu, C., (1996). Culegerea datelor cartografice prin digitizare. Revista Terra IV, cu lucrarile simpozionului international "Lucrari de interes planetar integrate sinergetic de geodezie si geofizica", 57-65, Bucuresti.

12. Nitu, C., (1997). Dictionar ruso-roman-englez de geodezie, cartografie, fotogrammetrie si teledetectie. A.T.M., Bucuresti, 360 pagini.

13. Nitu, C., (1997). Cartographic data capture by digitization. In: Proceedings of World Cartographic Conference, stockholm, Vol. IV, 1790-1797, ISBN 91-630-5536-8.

14. Nitu, C., Nitu, C.D., Tudose, C., Visan, M.C., (2002). Sisteme informationale geografice si cartografie computerizata, Universitatea din Bucuresti, 278 pagini ,ISBN: 973-575-650-1.

15. Nitu, C., (2003). Computer assisted learning in the GIS field. The 30th Imternational Scientific Conference of the Military Technical Academy <<Modern technologies in the 21th Century>>, Bucuresti, 6-7 noiembrie 2003, 13,  52-57, ISBN 973-640-012-3.

16. Nitu, C., (2003). Sisteme informationale geografice, Editura Centrului de Invatamant la distanta CREDIS, Universitatea din Bucuresti, 50 de pagini, ISBN: 973-7701-91-7 (reeditare an 2004).

17. Nitu, C., (2003). Informatica, Editura Centrului de Invatamant la distanta CREDIS, Universitatea din Bucuresti, 100 de pagini, ISBN: 973-7701-18-6.

18. Nitu, C., (2003). Dynamic cgeographic analysis. The 30th Imternational Scientific Conference of the Military Technical Academy <<Modern technologies in the 21th Century>>, Bucuresti, 6-7 noiembrie 2003, 13, Bucuresti, 6-7 noiembrie 2003,  58-64,  ISBN 973-640-012-3.

19. Nitu, C., (2003). E-Learening in domeniul sistemelor informationale geografice. Lucrarile Conferintei Nationale E-Learning, Educatie si Internet, Universitatea din Bucuresti, 3-5 iulie 2003, 69-74, ISBN 973-7701-14-3.

20. Nitu, C., (2003). Hartile digitale in e-Learning. Lucrarile Conferintei Nationale E-Learning, Educatie si Internet, Universitatea din Bucuresti, 3-5 iulie 2003, 75-80, ISBN 973-7701-14-3.

21. Nitu, C., (2005). Geoinformatica. Editura Centrului de Invatamant la distanta CREDIS, Universitatea din Bucuresti, 104 pagini, ISBN: 973-734-039-6.

22. Nitu, C., (2005). Computer assisted learning in Cartography and GIS fields.XXII International Cartographic Conference (ICC2005) A Coruña, Spain, 11-16 July 2005 Hosted by: The International Cartographic Association (ICA-ACI)  ISBN: 0-958-46093-0.

23. Nitu, C., (2005). The Geography and the Internet. The 31th Imternational Scientific Conference of the Military Technical Academy <<Modern technologies in the 21th Century>>, Bucuresti, 3-4 November 2005, 13, 31-37, Bucuresti, ISBN: 973-640-074-3

24. Nitu, C., (2008). Atelier metodic (invatare online). La: http://webdidacticanova.blogspot.ro/.

25. Nitu, C., (2009). Sisteme informationale geografice (curs online). La: www.sig.trei.ro.

26. Nitu, C., (2014). ). Scurta ostorie a sestemelor informatice geografice.

27. Nitu, C., Tomoiaga, T., (2015). Sisteme informatice geografice in cartografie si cadastru. Editura Universitara, Bucuresti.

28. Nitu, C., Tomoiaga, T., (2016). Proiectarea si implementarea sistemelor informatice geografice. Editura Universitara, Bucuresti.

29. Tomoiaga, T., Nitu, C., (2016). Geodezia si sistemele informatice geografice. Editura Univwersitara, Bucuresti.

Tiberius Tomoiaga