Paikkatietojärjestelmä (GIS) on tietokonejärjestelmä, jolla voidaan kerätä, tallentaa, tarkistaa ja näyttää sijainteihin liittyviä tietoja maan pinnalla. Liittämällä näennäisesti toisistaan ​​riippumattomia tietoja GIS voi auttaa yksilöitä ja organisaatioita ymmärtämään paremmin paikkamalleja ja -suhteita.

GIS -tekniikka on tärkeä osa paikkatietoinfrastruktuuria, jonka Valkoinen talo määrittelee ”teknologiaksi, politiikoiksi, standardeiksi, henkilöresursseiksi ja niihin liittyviksi toimiksi, joita tarvitaan paikkatiedon hankkimiseen, käsittelyyn, jakeluun, käyttöön, ylläpitoon ja säilyttämiseen.

Tietojen muodot

GIS -sovellukset sisältävät sekä laitteistoja että ohjelmistoja. Nämä sovellukset voivat sisältää kartografisia tietoja, valokuvia, digitaalisia tietoja tai laskentataulukoissa olevia tietoja.

Kartografiset tiedot ovat jo karttamuotoja, ja ne voivat sisältää esimerkiksi jokien, teiden, kukkuloiden ja laaksojen sijainnin. Kartografiset tiedot voivat sisältää myös mittaustietoja ja karttatietoja, jotka voidaan syöttää suoraan paikkatietojärjestelmään.

Valokuvaustulkinta on tärkeä osa paikkatietojärjestelmää. Valokuvien tulkinta sisältää ilmakuvien analysoinnin ja näkyvien ominaisuuksien arvioinnin.

Digitaalista tietoa voidaan syöttää myös paikkatietojärjestelmään. Esimerkki tällaisesta tiedosta on satelliittien keräämä tietokonetieto, joka osoittaa maankäytön – tilojen, kaupunkien ja metsien sijainnin.

Etätunnistus tarjoaa toisen työkalun, joka voidaan integroida paikkatietojärjestelmään. Etätunnistus sisältää kuvia ja muuta satelliiteilta, ilmapalloilta ja droneilta kerättyä tietoa.

Lopuksi paikkatietojärjestelmään voi sisältyä myös tietoja taulukko- tai laskentataulukkomuodossa, kuten väestötiedot. Väestötiedot voivat vaihdella iästä, tuloista ja etnisestä taustasta viimeaikaisiin ostoksiin ja Internet -selausasetuksiin.

GIS -tekniikan avulla kaikki nämä erityyppiset tiedot, riippumatta niiden lähteestä tai alkuperäisestä muodosta, voidaan asettaa päällekkäin yhdelle kartalle. GIS käyttää sijaintia avainindeksimuuttujana näiden näennäisesti toisiinsa liittyvien tietojen yhdistämiseen.

Tietojen tallentamista GIS -järjestelmään kutsutaan tietojen talteenottoksi. Jo digitaalisessa muodossa olevat tiedot, kuten useimmat satelliittien ottamat taulukot ja kuvat, voidaan ladata GIS -järjestelmään. Kartat on kuitenkin ensin skannattava tai muunnettava digitaaliseen muotoon.

Kaksi päätyyppistä GIS -tiedostomuotoa ovat rasteri ja vektori. Rasterimuodot ovat solu- tai pikseliruudukkoja. Rasterimuodot ovat hyödyllisiä erilaisten paikkatietojen, kuten korkeus- tai satelliittikuvien, tallentamiseen. Vektorimuodot ovat monikulmioita, jotka käyttävät pisteitä (nimeltään solmuja) ja viivoja. Vektorimuodot ovat hyödyllisiä GIS -tietojen tallentamiseen kiinteillä rajoilla, kuten koulupiireillä tai kaduilla.

Avaruussuhteet

GIS -tekniikkaa voidaan käyttää paikkatietojen ja lineaaristen verkkojen näyttämiseen. Avaruussuhteet voivat näyttää topografiaa, kuten maatalouskenttiä ja puroja. Ne voivat myös näyttää maankäyttömalleja, kuten puistojen ja asuinkompleksien sijainnin.

Lineaarisia verkkoja, joita joskus kutsutaan geometrisiksi verkoiksi, edustavat usein tiet, joet ja yleishyödylliset verkot paikkatietojärjestelmässä. Viiva kartalla voi osoittaa tien tai valtatien. GIS-kerroksilla tämä tie voi kuitenkin osoittaa koulupiirin, julkisen puiston tai muun väestörakenteen tai maankäyttöalueen rajan. Käyttämällä monipuolista tiedonkeruuta joen lineaarinen verkko voidaan kartoittaa paikkatietojärjestelmään osoittamaan eri sivujokien virtaus.

Paikkatietojärjestelmän on saatettava kaikkien eri karttojen ja lähteiden tiedot kohdakkain, jotta ne sopivat yhteen samassa mittakaavassa. Asteikko on suhde kartalla olevan etäisyyden ja todellisen etäisyyden välillä maapallolla.

Usein paikkatietojärjestelmän on manipuloitava tietoja, koska eri kartoissa on erilaisia ​​projektioita. Projektio on menetelmä tiedon siirtämiseksi Maan kaarevasta pinnasta tasaiselle paperille tai tietokoneen näytölle. Erilaiset ennusteet suorittavat tämän tehtävän eri tavoin, mutta kaikki aiheuttavat jonkin verran vääristymiä. Kaarevan, kolmiulotteisen muodon siirtäminen tasaiselle pinnalle vaatii väistämättä joidenkin osien venyttämistä ja muiden puristamista.

Maailmankartta voi näyttää joko oikeat maiden koot tai niiden oikeat muodot, mutta se ei voi tehdä molempia. GIS kerää tietoja kartoista, jotka on tehty eri projektioilla, ja yhdistää ne siten, että kaikki tiedot voidaan näyttää yhdellä yhteisellä projektiolla.