VLOGA GEOGRAFIJE V GEOGRAFSKIH INFORMACIJSKIH SISTEMIH Ana Vovk * IZVLEČEK UDK 911:519.68 Prikazan je razvoj geografskega informacijskega sistema (GIS) v svetu in pri nas ter njegove glavne komponente in funkcije. Med številnimi disciplinami, ki s svojimi bazami podatkov tvorijo GIS, je posebna pozornost namenjena geografiji. Namen članka je osvetliti pomen in vlogo, ki naj bi jo geografija zavzemala znotraj informacijskega sistema. ABSTRACT UDC 911:519.68 THE ROLE OF GEOGRAPHY IN GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS (GIS) This article discusses the development of GIS, iu main componenU and functions, in the worid and at home. Among numerous disciplines, which with their data base create the Geographic Informational System, the special emphasis is on geography. The purpose of this article is to illuminate the significance and the role that geography should play within the informational system. UVOD Posamezni deli pokrajine postajajo "last" geodetov, statistikov in fizikov. Sodobni prijemi proučevanja dajejo možnost številnim, da si "prilastijo" pokrajino (geologom, hidrologom, pedologom). In geografija ? Naj ne sledi le prevladujočim trendom, temveč naj realno, življen-sko in praktično spremlja "nastajanje" pokrajine. Za to pa ne zadostujejo le digitalni podatki, niti karte in računalniki (so le pripomočki); potreben je stalen stik s pokrajino. T.L pomožne veje geografije se povezujejo z izmenjavo podatkov preko informacijskih sistemov, zato je pomembno, da ovrednotimo položaj geografije v informacijskih sistemih. S pregledom domačih in tujih publikacij oz. knjižnih del nameravam prikazati položaj in vlogo slovenske geografije v informacijskih sistemih. Za tehtno ocenitev vloge geografije v informacijskih sistemih, je v uvodnem poglavju prikazana struktura geografsko informacijskega sistema (GIS> GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEMI (GIS) Vedno hitrejši razvoj znanosti in tehnologije in hkrati povečana skrb za okolje narekujejo potrebo po celostnih, pravočasnih, objektivnih, točnih in hkrati geografsko lociranih podatkih • Prof.geog, stažistka raziskovalka. Oddelek za geografijo. Pedagoška fakulteta. Univerza v Mariboru, KoroSka cesta 160,62000 Maribor, Slovenija. Ana Vovk 149 Vloga geografije. O naravnih danostih in o rabi prostora. Povezava teh podatkov s socio-ekonomskimi podatki nam da celovito in ažurno informacijo o prostoru (Gruden, 1987). V 60-tih letih so v Kanadi uvedli računalniško shranjevanje in obdelavo podatkov, kar pomeni prvi zametek Geografsko informacijskega sistema. GlS-i so raCunalniško podprti informacijski sistemi za zajemanje, shranjevanje, iskanje, analiziranje, prikazovanje in distribucijo prostorskih podatkov in informacij (Šumrada, 1987 b> Zgodovinsko in razvojno gledano so se pri nastajanju GIS-ov prepletale številne discipline in znanosti, ki so vzporedno in prekrivajoče razvijale avtomatsko zajemanje podatkov, analizo in posredovanje prostorskih informacij na številnih soodvisnih področjih. GIS je torej rezultat vzporednega razvoja različnih prostorskih znanosti in disciplin: kartografije, geografije, geodezije, fotogrametrije, prostorske statistike, informatike, računalniške znanosti, daljinskega zaznavanja, ipd. slika 1: Mnogodisciplinarnost GlS-a KARTOGRAFIJA GEOGRAFIJA -GEODEZIJA — FOTOGRAMETRIJA STATISTIKA - DALJINSKO ZAZNAVANJE INFORMATIKA - GIS GIS je torej sinteza vzporednega razvoja številnih disciplin in ni čudno, da so se kmalu pojavile komercialne realizacije takšnih sistemov. "Tako imenovana nova generacija prostorskih načrtovalcev je povzela razvito tehnologijo, jo združila ter predstavila na tržišču kot uporabniške GlS-e za različne aplikacije" (Šumrada, 1987 a). Zaradi hitrega razvoja znotraj posameznih področij GlS-a je težko na kratko predstaviti njegovo vsebino. Kot terminološki izraz se je razvijal prek vrste imen - Prostorski informacijski sistem, Geo-data sistem, Geobase informacijski sistem. Informacijski sistem naravnih danosti. Komunalni informacijski sistem. Geografski informacijski sistem, ipd. Kljub danes ustaljenemu terminu Geografski informacijski sistem zasledimo v literaturi (v slovenski) še izraze: LIS -Deželni informacijski sistem in GIT - Geoinformacijska tehnologija. Slednji po vsebini že Am Vovk 150 Vk«a geognrtte. presega OIS, medtem ko se LIS razlikuje od OtS-a le v uporabi, a danes razlika med njima Izginja. Ker je geografija kot znanstvena disciplina tradicionalni povezovalec različnih znanosti in ker je eden od elementov, ki je skupen vsem OlS-om (lokacija elementov v geografskem prosto-ruX se |e uveljavil Geografski informacijski sistem (GIS) kot standardno ime (Šumrada, 1987 KAJ JB GIS ? OIS je poseben prostorski informacijski sistem, kjer se baza podatkov sestoji iz opazovanj prostorsko razporejenih pojavov, aktivnosti in dogodkov, ki so definirani v prostoru kot točke, linije in areali. GIS torej manipulira s temi osnovnimi tipološkimi koncepti, ^h shranjuje, analizira, prikazuje. GIS je torej avtomatska zbirka funkcij, ki omogočajo uporabniku shranjevanje, analizo in prikazovanje geografsko lociranih podatkov (Šumrada, 1987a). Glavna sestavina vsakega GlS-a so s koordinatami prostorsko locirani podatki. Jedro GlS-a so baze podatkov. Baza je sklop istovrstnih podatkov, shranjenih v računalniku, ki jo je mogoče dograjevati ali krčiti glede na potrebe (Gruden, 1987). Za GIS je potrebno, da so podatki prostorsko locirani. To pomeni, da se nanašajo na element prostora, ki je dan v obliki točke, Unije ali ptoskve. Točka je v prostoru definirana s koordinatama V in Y in po potrebi še z nadmorsko višino V. Linija je sestavljena iz točk in definirana s koordinatnimi točkami na določenih odsekih. Ploskev pa je definirana z digitaliziranim poligonom mej (Gruden, 1987). Podatkovni model v GIS-u torej temelji na shranjevanju atributivnih ali tabelaričnih podatkov v povezavi z grafičnimi znaki: točka, linija, ploskev. Točke, segmenti in poligoni so osnovni grafični elementi, ki omogočajo organizacijo kartografskih podatkov v prostorski mreži. Kartografski podatki niso shranjeni kot sestavljsni grafični elementi, temveč kot tabela nesestavljenih grafičnih simbolov. Časovno najobsežnejša in finančno najdražja je faza zbiranja podatkov, oz. sestavljenja baz podatkov. GIS deluje na osnovi velike količine prostorsko lociranih podatkov, numeričnih povezav med temi podatki, vsebuje različne vrste in strukture podatkov, rezultati pa se odražajo v zbranih, shranjenih, analiziranih in prikazanih podatkih. Detovanje sistema je zasnovano na treh podsistemih (povzeto po Šumrada, I987a): L Zajemanje: - Priprava (namembnost, klasifikacija) - Organizacija (selekcija, digitalizacija, skeniranje) - Vhod (editiranje, transformacija) I» Vloga ÜMgntt)». slika 2: Glavne sestavine in funkcije GIS-ov (povzeto in dopolnjeno po Gruden, 1987) VHOD - podatki iz kart - tabelarni podatki - podatki s terena - podatki iz drugih podatkovnih baz DRUGI GlS-il [statistični paketi IZHOD - poročila - karte - foto izdelki SISTEM VZDRŽEVANJA IN VODENJA SHRANJEVANJE PONOVNO ZBIRANJE ZAJEM VNOS OBDELAVA ANALIZA IZHOD POROČANJE - raznolikost zajetih podatkov in izhodnih podatkov - osnova za druge podatkovne baze - zahteve ujpiorabrnkov _ 2. Manipuladla: ' Shranjevanje (format, velikost, struktura) - Iskanje (sistem iskanja) - Analite (numeiične, grafične) 3. Preieentacija: * IdKKi (izhodne enote, izpisi, grafikoni, kartografija). Ana Vovk 152 Vloga geografije _ Analitični in celovit pristop z združeno podatkovno bazo, ki ga podaja GIS tehnologija, predstavlja osnovo za organizacijo prostorskih podatkov. Splošno zasnovan GIS omogoča cel niz aplikacij, ki zahtevajo izgradnjo ter analize podatkovnih povezav, zasnovanih na geografskih in tipoloških odnosih med pojavi v prostoru. PREDNOSTI IN SLABOSTI TAKO ZASNOVANEGA INFORMACIJSKEGA SISTEMA Prednosti so naslednje (Kobilica, 1986): - omogoča zelo kompleksen pregled stanja v prostorski enoti (npr. v mestu) za prebivalstvo, delovne organizacije, okolje, ipd. - racionalno zadovoljuje potrebe po AGP za veliko število uporabnikov - daje velike vzporedne sinergetske učinke - sorazmerno malo število ljudi dosega velik delovni učinek (visoka storilnost sistema) - hitro upravljanje in analiziranje podatkov in informacij iz različnih podatkovnih virov - izvajanje medsebojnih uporabniških primerjav - ekspanzija GIS-ov zahteva ustezno reorganizacijo prostorskih podatkovnih baz (v smislu poenotenja) - je novo orodje za vsestransko obdelavo velike količine raznovrstnih geokodiranih podatkov. Slabosti so naslednje: - očitki o preveliki koncentraciji moči znotraj ene organizacije, ki so ji dosegljivi vsi podatki - skupno delo teži k delno poenotenemu sistemu dela in zato odpadejo posamezne specifične tehnične rešitve. V slovenskem prostoru je premalo povezav med posameznimi službami, zato bi kazalo le-te okrepiti, še posebno, ker je podatkov, ki jih je potrebno pravilno organizirati vedno več. Le z usklajenim pristopom k informacijskemu sistemu lahko dosežemo njegove vrednosti (in jih v praksi uporabimo). GEOGRAFIJA IN GIS Razvoj informacijskega sistema bo možen tudi brez gografije, še posebno v tem času, ko geografija izgublja nekdanji ugled in pomen v življenju. Če bomo čakali in ostajali brez povezav s tujimi izkušnjami, nas bodo drugi prehiteli in brez nas reševali probleme. Geografija bo tako ostala brez potrebne baze podatkov, ki je jedro njene usmeritve: opisovanje in razlaganje vseh pojavov, ki se v pokrajini medsebojno in funkcijsko prepletajo. Hiter razvoj GlS-a je priložnost za notranjo okrepitev geografije kot znanosti Vlogo geografije lahko podpremo na nivoju projektov, na drugi strani pa odpremo bazo podatkov za GIS. Am Vovk 153 Vloga geografije _ Zlasti je potrebno ohraniti in okrepiti kontakt s svetom v smislu prenosa svetovnih izkuSenj k nam (preko GlS-a npr. raziskujejo dejansko in potencialno razširjenost nevarnih bolezni na celotnem afriškem kontinentu; Kundert, 1990). V geografiji se je uveljavila uporaba DMR, ki je del vhodnih enot v GIS. Kazalo bi tudi na tem področju posnemati dosežke tujine. Burrough npr. v študiji "Optimale Methoden zur Interpolation von Umweltvariablen in Geographischen Informationssystem" (1990) kritično ocenjuje vhodne podatke v GIS, in sicer, da podatki posameznih znanosti in disciplin niso vedno celoviti, temveč selektivno reprezentativni. Kritika je do neke mere upravičena, saj so podani podatki pogosto rezultati raziskovanj teritorialno omejenih območij, ki se posplošijo na celotno območje. Informacijski sistemi omogočajo polnjenje grafične in atributivne baze podatkov na nivoju občin (zemljiški kataster z dodano izbrano geometrijo, ki omogoča vse potrebne povezave med subjekti prostora). Manjša logično zaključena področja, za katera bo izdelana baza podatkov in GIS, bodo uporabniki lahko začeli izkoriščati takoj. Geografi morajo odigrati obojestransko vlogo: posredovati potrebne podatke v GIS in ustvarjeno bazo podatkov uporabiti produktivno in aplikativno. Kompleksno vrednotenje prostora postaja usmeritev tudi drugih strok in geografija na tem področju hitro izgublja veljavo. Sektorski nosilci podatkov pristopajo k urejanju in nadgradnji podatkov v svojih evidencah in registrih ter so v začetni fazi celovitega predstavljanja problemov. V geografiji pa se je zakoreninila močna delitev znotraj znanosti na posamezna področja, ki so se žal odmaknila od predmeta geografije in se že nagibajo k pomožnim vedam geografije. Horizontalna in vertikalna integracija obsežnih prostorskih podatkovnih baz pa temelji na računalniški tehniki. Zato se morajo geografi povezati najprej znotraj stroke, da bodo z enotnim konceptom geografije ustvarjali del podatkovne baze GlS-a in jo tudi koristilL Lipejeva (1990) je predstavila organizacijo GIS projektov za Slovenijo na treh ravneh: - nacionalni novo - regionalni nivo - lokalni nivo ( dogovorjena območja večjih naselij, mest, intenzivne izrabe, ipd.). Nivoje GIS-ov bo geografija morala upoštevati pri polnjenju GlS-a, kar ne bo mogoče brez študij in raziskav, ki bodo zajemale mikro in makro nivo. Vendar bo geografija svojo vlogo zadovoljivo opravila le, če bo pravočasno zagotavljala ustrezne podatke za uporabo v geo-informacijskih sistemih. Menim, da je razvoj GIS-ov delno "ogrozil" obstoj geografije, saj ji prevzema nekoč edinstveno vlogo, t.j. zbiranje podatkov o pokrajini in njihovo tolmačenje z vidika kompleksnosti. Geografi moramo storiti v razvoju znanosti svoj lasten korak - enakovredno vstopiti v GIS z izgrajeno bazo podatkov. Bazo podatkov pa moramo graditi, za razliko od drugih disciplin, s podatki iz pokrajine, ki že sami po sebi zahtevajo kompleksen in celovit pristop k zbiranju AMVovk IM Vk>(|iH!«>lir»Hj», podatkov. Navedeni nivoji GIS-ov bodo vsebovali generalizirane podatke o naravi In družbi, geografija pa jih lahko dopolni z eksaktnim terenskim proučevanjem. Rezultati bodo uporabni slasti v lokalnih študijah, kjer so mikrolokalne razmere pomembnejše od makro razmer. Samo v nafirtnem delu, temelječem na konkretnih razmerah pokrajine, vidimo eksistenčno možnost geografije znotraj drve