Geografski informacioni sistemi

Gotovo da ne postoji ljudska delatnost vezana za neku teritoriju, pa i čitavu planetu, koja ne bi mogla da bude poboljšana korišćenjem optimizovanog GIS sistema.

Danas nije lako precizno definisati GIS (geografske informacione sisteme) jer će odgovora biti gotovo onoliko koliko ima i korisnika. GIS može da se koristi na razne načine, za najšire moguće potrebe, i zbog toga je možda jednostavnije krenuti od tradicionalne definicije, ali uz „mentalnu belešku” da se uloga GIS-a tokom poslednjih godina neprestano menja.

Tradicionalni GIS paketi su programi koji rade s mapama u vektorskom formatu. Osim toga, poseduju i geografske koordinatne sisteme preko kojih se položaj pojedinih objekata na mapi vezuje s njihovim stvarnim položajem. Ova osobina GIS sistema zove se georeferenciranje i predstavlja suštinu GIS ideje. Bez georeferenciranja, GIS sistemi bi se sveli na obične (elektronske) mape, ne mnogo korisnije od njihovih „papirnih predaka”.

Datum i projekcija

Definicija geografskog koordinatnog sistema se praktično svodi na definiciju dva matematička modela. Prvi je matematički model Zemljine sfere odnosno njenog dela koji pokušavamo da predstavimo nekom mapom. Ovaj matematički model (uz određenu referentnu tačku na sferi) u geo-nauci i tzv. prostornoj industriji zove se „datum”.

S obzirom na to da je osnovni zadatak u pravljenju mapa da sliku nekog terena sa zakrivljene površi „spustite” u ravan, nije dovoljno imati samo model Zemlje. Drugi matematički model koji je direktno odgovoran za ovo „spuštanje u ravan” zove se „projekcija”.

Postoji ogroman broj datuma i projekcija u upotrebi. Praktično svaka zemlja u svetu ima sopstveni datum i projekciju, a neke ih imaju i po nekoliko desetina. Dobri GIS paketi podržavaju praktično sve ili najveći broj datuma i projekcija. Neki omogućavaju da se datumi i projekcije slobodno kombinuju, dok drugi imaju predefinisane parove koji su najčešće u upotrebi. Razlog za postojanje ovolikog broja datuma leži u tome što ne postoji savršeni model Zemlje koji podjednako odgovara svakoj tački na planeti. Veliki broj projekcija pak potiče od toga što različite projekcije čuvaju različite kvalitete terena u prenosu u ravan. Osim toga, neke projekcije nisu „kompatibilne” sa svim datumima, pa ako želite da koristite specifičan datum, morate da imate „kompatibilnu” projekciju.

Da biste mogli da kombinujete ili upoređujete različite mape, neophodno je da one budu u istom datumu i projekciji, pa je jedna od čestih GIS operacija i reprojekcija mapa u druge datume odnosno projekcije.

Baziranje podataka

Pored georeferenciranja, kao i u bilo kom drugom informacionom sistemu, najbitnija odlika GIS sistema su, naravno, baze podataka. Naime, imati preciznu mapu neke oblasti lepo je i korisno, ali je možda i bitnije šta zapravo o toj istoj oblasti znamo. Sposobnost GIS sistema da upravlja nekom bazom podataka, da je popunjava i pretražuje na osnovu vektorskih mapa, objekata na tim mapama ili prosto na osnovu zadatih koordinata jeste zapravo osnovna mera njegove funkcionalnosti.

Baze podataka, u zavisnosti od namene i ambicioznosti nekog GIS sistema, mogu biti specifične i vrlo jednostavne, ali i vrlo složene, realizovane uz pomoć najkompleksnijih i najsavršenijih relacionih (i ne samo relacionih) baza podataka poput Oraclea i drugih.

Projektovanje GIS baza podataka se ne razlikuje previše od projektovanja bilo koje druge baze. Morate znati kojim podacima raspolažete, sve njihove tokove, ko ih i na koji način koristi, te kakvi su vam izveštaji potrebni i kome ćete ih predstavljati. Tradicionalni model „objekti i veze” će i u GIS bazama biti osnova, pa nema potrebe izmišljati „toplu vodu” i nove metode projektovanja. Jedino će korisnički interfejs ka bazi biti nešto drugačiji jer će često, prilikom stvaranja upita, biti potrebna interakcija s drugim grafičkim elementima i objektima na mapama.

Gde, kad i kako?

GIS se danas koristi svuda. Tradicionalni korisnici GIS-a su vojska i policija, ali ga sve češće koriste u istraživanjima najrazličitijih društvenih pojava, u medicini, lokalne vlasti u katastrima nepokretnosti i strateškom planiranju razvoja lokalnih zajednica, kompanije koje se bave vodovodom, kanalizacijom, komunikacionim infrastrukturama ili distribucijom električne energije i gasa, agencije za prodaju nekretnina, tela koja se bave saniranjem prirodnih nepogoda ili ekoloških i drugih katastrofa, osiguravajuća društva, agencije za istraživanje tržišta i mnogi drugi.

Razvoj širokog i javno dostupnog GIS-a odavno je jedan od strateških interesa razvijenih država zbog uticaja koji takav sistem može imati na razvoj društva u celini. Zbog toga se u GIS tehnologije mnogo ulaže i neprestano se radi na usavršavanju već postojećih sistema.

Naravno, podmiriti potrebe ovako širokog sloja korisnika nije nimalo lako. Zbog toga se najčešće definišu slojevi podataka koji će biti dostupni javnosti, a na koje će zainteresovani moći da nadograđuju svoje uže specijalizovane GIS aplikacije i da ih distribuiraju tačno određenom krugu korisnika.

Blagodeti Weba

Takođe, zavisno od načina na koji se neki GIS koristi, biće potrebno definisati drugačije korisničke interfejse. Ovde su se kao poručene pojavile nove Web tehnologije, sijaset skript jezika i sveprisutna Java, tako da je razvoj specijalizovanih GIS aplikacija sve brži, jeftiniji i jednostavniji.

Naravno, ovakva situacija je otvorila nova pitanja: koji GIS paket koristiti, da li taj GIS paket može da opslužuje i Web korisnike, s kojim vektorskim formatima može da radi, koliko je robustan i koliko korisnika može da ga upotrebljava istovremeno.

Jedinstvenog odgovora na sva ova pitanja nema. Morate dobro da procenite svoje potrebe i količinu resursa kojima raspolažete, a onda da se opredelite za jedno ili više kombinovanih rešenja. Jedno od najkompletnijih GIS rešenja nudi kompanija ESRI (www.esri.com). Ova firma ima čitavu paletu GIS proizvoda koji mogu biti skalirani tako da zadovolje potrebe svih korisnika. ESRI proizvodi su de facto industrijski standard, pa i to treba imati u vidu prilikom odabira softvera. Osim ESRI-ja kao lidera na ovom polju, tu su još i MapInfo (www.mapinfo.com), Bentley (www.bentley.com), ali i Autodesk (www.autodesk.com) i, naravno, mnogi drugi. U nadolazećoj plimi „slobodnog” softvera postoje i open source rešenja, a najinteresantnija su Quantum GIS (qgis.org) i Thuban (thuban.intevation.org). Postoji čak i vrlo popularni open source GIS server pod imenom MapServer (mapserver.gis.umn.edu), pa ako se do sada niste upustili u ove vode, „slobodna” softverska rešenja dođu kao poručena.

GIStronomske poslastice

Od početka grafičke revolucije devedesetih godina prošlog veka u tzv. „prostornoj industriji” se vode diskusije na temu „vektor ili raster”. Jednostavno, za neke stvari je zgodniji „vektor”, dok je za druge bolji „raster”. Zbog toga se poslednjih godina kao idealno GIS rešenje nameće kombinacija ova dva načina grafičkog prikaza podataka. Međutim, integracija vektora i rastera nije uvek jednostavna. Na tržištu je postojalo sijaset formata, protokola i standarda i bilo je komplikovano podržavati sve tipove servera. Zbog toga je oformljen OGC (Open Geospatial Consortium, www.opengeospatial.org) koji je okupio sve velike i bitne proizvođače i postavio temelje za nove, opšteprihvaćene standarde. Najznačajniji dogovori su postignuti oko formata WMS (Web Map Service) i WFS (Web Feature Service) koji već funkcionišu na tržištu.

Rasterski podaci su tako na velika vrata ušli u GIS svet. Omasovljenje njihove upotrebe je dovelo do toga da je naglo porasla ponuda najkvalitetnijih satelitskih fotografija. Osim toga, vreme za koje se najsvežiji podaci sa satelita mogu dobiti, kao i cena samog satelitskog materijala drastično su se smanjili, što je dodatno spustilo troškove upotrebe rastera.

Međutim, proizvođači GIS paketa su se tada suočili s novim problemom jer nisu bili spremni za obradu satelitskih fotografija (i tzv. „aerofotografija”, snimljenih iz vazduha). Tako je u poslednjih godinu-dve došlo do mnogih značajnih pregrupisavanja snaga na tržištu. Neke veće tradicionalne GIS kompanije su kupile neke manje proizvođače image processing softvera ili su s njima potpisale bitne distributerske ugovore. S druge strane, neki stari suparnici iz „raster” i „vektor” tabora su se znatno približili i nezvanično počeli da podržavaju fajl-formate svojih dojučerašnjih takmaca.

Bilo kako bilo, na tržište je isplivalo nekoliko dominantnih paketa za image processing odnosno tzv. remote sensing. Pre svih, to je svakako ER Mapper (www.ermapper.com) sa svojim industrijskim standardom ECW (Enhanced Compression Wavelet). Ovaj paket, iako vremešan, pokazao je zavidnu žilavost kada su u pitanju mozaik, klasifikacija i colour balancing. Pored ovog softvera, ER Mapper nudi i tzv. Image Web Server koji je odlično rešenje za serviranje velikih satelitskih i aerofotografija preko Interneta. Pored vrlo efikasnog ECWP protokola, ovaj raster server podržava i sve OGC standarde, pa je gotovo sigurno da ćete svoje geopodatke lako integrisati s njime.

Pored ER Mappera, vredno je pomenuti ENVI (www.rsinc.com/envi) i ERDAS Imagine (www.gis.leica-geosystems.com). Ova dva paketa su nešto kraće prisutna na remote sensing tržištu, ali već imaju dobru korisničku bazu i u pojedinim elementima su tehnički napredniji u odnosu na ER Mapper.

• • •

Za koje od ovih softverskih rešenja ćete se opredeliti, umnogome zavisi od toga šta želite da postignete sa svojim GIS projektom. Treba imati u vidu i to da su sređeni katastar nepokretnosti i detaljno fotografisana i georeferencirana mapa teritorije cele države dva vrlo bitna tehnička uslova za pridruženje Evropskoj uniji. Ova dva strateška projekta će umnogome odrediti kojom će GIS stazom krenuti ostatak korisničke populacije, pa nije loše proveriti postoje li neke preporuke za to.

Stevan JOSIMOVIĆ