Теоретичний матеріал та презентація до Теми №2

Просторові дані – це відомості про географічні об’єкти, явища або процеси реального світу, що містять інформацію про їхнє просторове положення, геометричну форму, топологічні відношення, атрибутивні властивості та часову динаміку [7, 8; 12].

Просторові дані – це будь-який тип даних, що прямо чи опосередковано вказують на певну географічну територію або місцезнаходження. Найчастіше їх обробляють і аналізують за допомогою географічних інформаційних систем (ГІС), що дозволяє користувачам із різних галузей розуміти географічний контекст, закономірності та взаємозв’язки для подальшого аналізу, комунікації та прийняття рішень [10].

Просторові дані (які також називають геопросторовими даними або географічною інформацією) найчастіше представляють фізичний об’єкт (природний або створений людиною) у числовому вигляді в системі географічних координат. У цій системі використовуються двовимірні (2D) географічні координати, відомі як декартові координати (або координати x та y). Однак поняття просторових даних виходить далеко за межі географічних координат, відображених на двовимірній карті. Просторова інформація може також включати геометричні фігури (наприклад, лінії чи полігони), описи конкретних географічних об’єктів, а також зображення у форматі растру (сітки пікселів) [10].

Оскільки просторові дані можуть містити не лише інформацію про місцезнаходження, різні їх типи можуть зберігатися в різних форматах. Збір та аналіз просторових даних забезпечують краще розуміння того, як кожен чинник у географічному просторі впливає на окремих людей, громади, популяції тощо [10].

Просторові дані можуть збиратися шляхом наземних геодезичних вимірювань або переписів населення, на основі земельних реєстрів, а також за допомогою супутникових знімків, аерофотозйомки чи приймачів глобальної системи позиціювання (GPS). Дедалі частіше для збору просторових даних використовують також безпілотні літальні апарати (дрони) та бездротові датчики [10].

Виділяють два основні види просторових даних: геометричні та географічні [10].

Геометричні дані. Геометричні дані відображаються на двовимірній плоскій поверхні, наприклад, на карті або плані приміщення. Відомим прикладом практичного застосування геометричних даних є сервіс Google Maps. Геометричні геопросторові дані дозволяють Google Maps прокладати точні маршрути між різними локаціями.

Географічні дані. Географічні дані - це інформація, прив’язана до сферичної поверхні, зазвичай Землі. Вони визначають широту й довготу конкретного об’єкта або місця. Знайомим прикладом географічних даних є інформація, що генерується системою GPS [10].

Двома найпоширенішими форматами зберігання геопросторових даних є векторний і растровий [10].

Векторний формат. Векторні елементи, такі як точки, лінії та полігони, відображають реальний світ у графічному вигляді. Векторні дані найчастіше використовуються для позначення об’єктів на поверхні Землі. Це можуть бути як природні об’єкти (наприклад, дерева), так і штучні (дороги чи будівлі). Саме тому векторні дані також називають даними про об’єкти (feature data) [10].

Лінії утворюються шляхом з’єднання точок; з’єднання кількох ліній формує замкнені ділянки або полігони. Точки позначають об’єкти, для визначення місцезнаходження яких достатньо однієї пари координат (наприклад, епіцентр землетрусу). Лінії (які не обов’язково мають бути прямими — це залежить від розташування точок) часто позначають дороги, річки та інженерні мережі. Полігони відображають ділянки з чіткими межами, наприклад, земельні зони або будівлі [10].

Векторні дані зазвичай зберігаються у файлах формату shapefile (або .shp). Крім того, розмір векторних зображень можна змінювати (збільшувати чи зменшувати) без втрати якості [10].

Растровий формат. Растрові дані (також відомі як дані покриття) — це графічна інформація, що зазвичай подається у вигляді растрових зображень (хоча вони можуть зберігатися і у форматах JPEG, TIFF, GIF чи PNG). Такі зображення формуються з пікселів — дрібних точок, що утворюють сітку. Растрові дані представлені як набір значень, розподілених по цій сітці пікселів [10].

Кожен піксель у растрі має певне значення, що зазвичай стосується кольору або тону. Сукупність пікселів утворює зображення. Чим більше пікселів містить зображення і чим вища їхня щільність (кількість пікселів на дюйм), тим вищою є якість або чіткість зображення. Зміна розміру растрового зображення впливає на його якість, оскільки пікселі розтягуються на більшу площу [10].

У просторовому аналізі під растром часто розуміють ортофотоплан або знімки, отримані з повітряних апаратів чи супутників. Цифрові моделі рельєфу (DTM) та цифрові моделі поверхні (DSM) також використовують растрові геопросторові дані. Ці моделі містять геопросторову (растрову) інформацію про земну поверхню та її природні й штучні (створені людиною) об'єкти; вони створюються за допомогою картографічних систем на базі безпілотних літальних апаратів (БПЛА) для широкого спектра застосувань [10].