UDK 528 + 659.2 UGIS - UTREHTSKI GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEM mag. Radoš Šumrada dipl.inž.geod. FAGG, Jamova 2, 61000 Ljubljana AVTORSKI IZVLEČEK Članek obravnava GIS, ki so ga razvili na univerzi v Utrehtu. Njegove funkcije obsegajo zajemanje, shranjevanje, analiziranje in prikazovanje kartografskih in geografskih podat- kov. Opisano je okolje v katerem deluje in lastnosti UGIS. AUTHOR' S ABSTRACT This paper deals with GIS developed on the University of Utrecht and presents its functions: acquisition, storage, searching, analysing and representing of cartographic and geographic datas. UVOD UGIS je okrajšava za Utrecht Geographical lnformation System ali originalno Utrechts Geografisch lnformatiesysteem. UGIS je di- gitalni prostorski informacijski sistem, ki so ga razvile ter ga dolpolnjujejo in uporabljajo naslednje organizacije: Geografski inštitut in Geografski oddelek Univerze v Utrechtu (Geografisch lnstituut Rijksuniversiteit Utrecht) ter Inštitut za urejanje prostora v Utrechtu (lnstituut voor Ruimtelijk Oderzo- ek). UGIS je računalniško podprt digitalni geo- grafski informacijski sistem za zajemanje, shranjevanje, iskanje, analiziranje ter preze- ntacije kartografskih in geografskih (statis- tičnih) podatkov. Predstavlja raziskovalno in izobraževalno 'orodje' za procesiranje geografičnih ter povezanih atributnih pros- torskih podatkov. Vzporedno ter povezano z UGIS-om teče razvojni in raziskovalni pro- gram, katerega cilj je opredelitev ter razvoj potrebnih in povezanih metod in tehnolo- gije za potrebe GIS-a. UGIS ponuja tudi dodatne možnosti za šolanje in privajanje študentov, ki se na univerzi v Utrechtu spe- cializirajo za GIS tehnologijo. UGIS je bil ustanovljen leta 1985 po dvelet- nem pripravljalnem obdobju. Tega leta je bila na Geografskem oddelku Univerze v Utrechtu nameščena strojna in programska oprema. Strojna oprema temelji na osre- dnjem miniračunalniku in na številnih samo- stojnih mikroračunalnikih. Na te procesne enote so priključene številne grafične vhod- no-izhodne naprave. Osrednja programska paketa se imenujeta Autogis in Deltamap. Sestavlja ju niz raču­ nalniških programov za obdelavo geogra- fičnih podatkov. Oba paketa programov so razvili v ZDA (Deltasystems), kasneje so jih predelali ter dopolnili za uporabo na Nizo- zemskem. V razvojnem smislu je za UGIS predvidena postopna razširitev in razvoj tako strojne kot tudi programske opreme. Razvojni koncept temelji zlasti na spremlja- nju razvoja in vključevanju daljinskega za- znavanja, razvoju omrežja uporabnikov GIS-a, povezavah z drugimi podatkovnimi bazami in GIS-i, integracija GIS-a z CAC in CAD sistemi, razvoju programske opreme za prostorske statistične analize in matema- tično modeliranje ter simulacijo prostorskih procesov in spremljanje razvoja sodobnih DBMS-ov. Vse spremljajoče raziskave so tudi usmer- jene k izboljšavam in razvoju UGIS-a ter prihodnjemu razvoju obstoječe programske opreme. Načrtujejo tudi priključitev večjega števila grafičnih delovnih postaj za izobraževalne namene. Raziskovalne Geodetski vestnik 4/1989 184 projekte koordinira Oddelek za Geografijo, vključujejo pa tudi druge oddelke na univer- zi ter različne vladne in komercialne inštitute in ustanove. Pri razvojnem projektu je bila dosežena tako nacionalna kakor tudi med- narodna kooperacija. Razvijajoči se projekt UGIS je namenjen za prikazovanje in spre- mljanje urbanizacije, urbanistično planira- nje, registracijo ter spremljanje izrabe tal, integracijo prostorskih podatkov, analize za urejanje krajine in varstvo okolja ter za raz- voj metodologije za prostorsko in regional- no planiranje v deželah v razvoju. GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEMI (GIS) Sodobni geografski informacijski sistemi predstavljajo korporirane digitalne baze podatkov. Vtakšnih podatkovnih bazah so združeni in povezani kartografski ali geografični podatki, bodisi v vektorski (koordinate) ali rastrski (grid) obliki ter ustrezni atributni podatki, povezani s pros- torskimi pojavi na karti. GIS omogoča številne načine :za vnos in zajemanje pros- torskih podatkov, na primer vektorski digitalniki za digitalizacijo obstoječih kart, analitični fotogrametrični risalniki, kar- tografski skenerji, vmesniki za vključevanje podob, dobljenih prek daljinske zaznave, alfanumerični grafični terminali, čitalniki dis- ket, trakov in diskov itd. Kartografske in geografske podatke in združene podatkovne baze lahko poiščemo, manipuliramo in procesiramo za različne namene prikazovanja, planiranja, modeliranja in analize v prostoru. GIS omogoča interaktivna poizvedovanja ter prikaze prostorskih podatkov na barvnih grafičnih in alfanumeričnih zaslonih. Končni rezultati podatkovnih manipulacij v GIS-u so lahko grafični prikazi v obliki prikazov na zaslonu, izrisov na risalniku oziroma tiskal- niku ali kot fotografski prikazi za reproduk- cijske originale, na primer digitalni delovni izbori podatkov v obliki delovnih datotek ali različnih poročil in izpisov. GIS - UPORABA Računalniško podprti geografski infor- macijski sistemi se uprabljajo za številne 185 aplikacije na različnih področjih, na primer za inventarizacijo prostora, različne katastre, urbanistično in regionalno planiranje, načrtovanje izrabe tal, urejanje okolja in krajine, izrabo naravnih danosti in virov itd. V UGIS-u vgrajene aplikacije omogočajo naslednje možnosti uporabe: - prikazovanje in planiranje namenske rabe površin, - upravljanje z zemljišči, - analize različnih konfliktov pri izrabi površin in zemljišč, - načrtovanje zazidalnih območij ter zmogljivosti in lokacije ustreznih spremljajočih oskrbovalnih središč, - preučevanje in modeliranje prometnih pretokov, - študij vpliva različnih pojavov na okolje, - načrtovanje in upravljanje zaščitenih površin (parki, rekreacija), - urbana in ekološka izvrednotenja ter simulacije, - študije o primernosti in kapacitivnosti zemljišč, - pedološka izvrednotenja in ocene prsti, - onesnaževanje prsti in podtalnice, - arheološke inventarizacije. GIS - FUNKCIJE Softver GIS opravlja številne naloge. Poleg nujno potrebnih funkcij, kot na primer DBMS, grafika in programska kontrola, omogoča tudi različne opisne in analitične procedure, ki so izredno pomembne. Podatkovno opisne procedure omogočajo za izbrana področja različne izračune raz- dalj ter obsegov, določanje frekventnosti ter različne opisne statistične analize atributnih lastnosti in spremenljivk. Različne analitične procedure omogočajo definiranje prekrivalnih tematskih plasti za različne prikaze, izbor elementov na karti ali prikazu, numerične in grafične analize, topološke analize, tridimenzionalne prikaze podatkov, modeliranje terena, analize omrežij, modeliranje in simulacijo procesov ter različne prostorske statistične inter- polacije. UGIS - KARAKTERISTIKE UGIS je nameščen na Oddelku za geografijo univerze v Utrechtu. Programski paketi GIS so dostopni na osrednjem 32-bit- nem miniračunalniku in na številnih 16-bit- nih mikroračunalnikih. Celotna mreža mik- roračunalnikov je povezana tudi z os- rednjim velikim računalnikom v računskem centru univerze. Centralni procesni sistem tvori miniračunal­ nik DATA General Eclipse MV/4000 z 3Mb internega spomina, matematičnim koprocesorjem, 354 Mb trdim diskom in 1600 bpi magnetno tračno enoto. Računal­ nik dela. pod AOSNS operacijskim siste- mom ter. ima prevajalnika za fortran 77 in pascal. Za programski paket Deltamap je dodan miniračunalnik Hewlett Packard sys- tem 9000-350, ki deluje pod operacijskim sistemom HP-Unix. Večje število super mini- računalnikov Data General Desktop Model 1 O SP je neposredno povezanih z miniraču­ nalnikom. Mikroračunalniki lahko delujejo v dveh operacijskih sistemih, in sicer v AOSNS ali pa v MS-00S. Za različne obde- lave geografičnih podatkov se uporabljajo številne dodatne IBM PC ali podobne kom- patibilne računalnike. V letu 1988 načrtujejo priključitev več novih mikroračunalnikov tipa PS/2 model 80. Na te procesne sisteme je priključenih več grafičnih vhodno-izhodnih naprav: dva Seiko 0-Scan GR-1104 barvna grafična ter- minala (1024x780 pikslov) z GR-11 grafičnima tablicama, več monokromatskih grafičnih zaslonov (768x585 pikslov, Tektronix in Dasher emulacija) ter barvna grafična terminala Hewlett Packard (1024x768 pikslov) in Data General (640x350 pikslov). Vsi ti terminali služijo za različne terminalske vhodno-izhodne operacije. Dva Summagraphics Mikrogrid digitalnika (36'x48") služita za vektorsko digitalizacijo koordinat gradnikov obstoječih kart ali aerofotog rametričnih posnetkov. Karto- grafske prikaze lahko izrišejo na šestperes- nem risalniku Hewlett Packard 7475A for- mata A3 ter na osem peresnem risalniku HP 7595A formata AO. Programska oprema GIS obsega Map2 rastrski procesni program, programska paketa Autogis in MicroAutogis, integrirana GIS programa Deltamap ter Deltamap- mikro in Gimms tematski kartografski programski paket Ti programski paketi vse- bujejo številne procedure in podprograme za interaktivno vektorsko digitalizacijo kart in aeroposnetkov, za procesiranje vektor- skih grafičnih podatkov, za vključevanje ter procesiranje rastrskih grafičnih podatkov, za pretvarjanje formatov grafičnih podatkov in grafično editiranje, uporabniške proce- dure ter menije itd. Vsi programski paketi vsebujejo vmesnike za povezavo s SP=SS statističnim paketom, ki je dostopen na veli- kem računalniku v osrednjem računskem centru univerze. Poleg tega obstajajo tudi številni man1s1 programi za obdelave geografičnih podat- kov, ki dopolnjujejo specifične uporabne možnosti. Na primer programi Basmap, PC- Geostat in PC-Landform, ki so bili sesta- vljeni za kvantitativne analize podatkov o prsti, vodi in oblikah zemeljske površine. PC-Geostatje MS-008 programski paket, ki sestoji iz modulov za transformacije podat- kov, prostorske interpolacije ter različne dvo- in tri-dimenzionalne prikaze. PC- Landform je zbirka programskih modulov za avtomatično določanje naklona in oson- čenosti terena, prečnih profilov, padnic tere- na, senčenje reliefa itd. Številne zbirke geo- grafskih in kartografskih podatkov so shran- jene v grafičnih podatkovnih bazah ob podpori DBMS-ov Ginsy in Kartin. GIS - RAZISKAVE IN RAZVOJ Raziskovalni poudarek glede na geoinfor- matiko se počasi prenaša od raziskovanja, testiranja ter ovrednotenja obstoječega softvera in hardvera k projektom za pomembne izboljšave sistema, k razvijanju novih programskih modulov ter k novim aplikacijam GIS-a. Nekateri tekoči razisko- valni projekti so naslednji: Geodetski vestnik 4/1989 186 - preostale zazidalne možnosti za na- mensko izrabo površin (v sodelovanju z Utrecht Provincial Planning Agency), - prikaz in spremljanje urbanizacije (v sodelovanju z National Physical Plan- ning Service), - interpretacija prostorske urbanizacije s pomočjo satelitskih posnetkov, aero- posnetkov, podatkov prostorske statis- tike ter statističnih podatkov o namenski rabi površin (v sodelovanju z Environment Canada/Land Direc- torate in University of Waterloo Canada), - alternative namenske izrabe površin na Markerwaard polderju (v sodelovanju z IJssekmeerpolders Development Authority), - lokacije zdravstvenih ustanov (v sodelovanju z Municipality of Utrecht in the Netherlands Institute for First Leve! Medical Provisions) - uporaba Spot satelitskih podob, - razvoj metod za prostorske statistične analize (geostatistika) za kartiranje hranljivosti in onesnaženja prsti in tal, - kvantitativne metode za ocenitev kakovosti in degradacije zemljišč (aplikacije na Nizozemskem in v drugih deželah), - decentralizirano prostorsko planiranje za občino Kakamega, Kenija (v sodelovanju z Lake Basin Develop- ment Authority). V povezovanju z UGIS-om je bilo vzpos- tavljeno mednarodno sodelovanje z Autometric/Deltasystems (Fort Collins, Colorado), Environment Canada (Canada Land Data Systems, Ottawa), University of Waterloo (Faculty of Environmental Scien- ces, Canada), University of Maracay (Venezuela) in Lake Basin Development Authority (Kenya). 187 Pri razvijanju UGIS-a delujejo na Nizozemskem naslednje organizacije in us- tanove: Utrecht Department of Geography, Institut voor Ruimtelijk Onderzoek, Techni- cal University of Delft, the Agricultural University of Wageningen, the lnternational Institute of Aerospace Survey and Earth Sciences (ITC, Enschede), Hewlett Packard Nederland, IBM Nederland in Polder As- sociates. GIS • IZOBRAŽEVANJE Tečaje o procesiranju geografičnih informa- cij izvajajo v sklopu rednega učnega načrta na Oddelku za geografijo na začetni in tudi nadaljevalni ravni. Tečaji vključujejo prak- tično delo za privajanje na uporabo strojne in programske opreme GIS. Razvili so pose- bne učne module in modele GIS za privajanje na različne aplikacije. Obstajajo tudi možnosti za specializacijo v geoinfor- matiki na ravni podiplomskega študija in doktorata. Oddelek za geografijo ima tudi pomembno vlogo pri organizaciji podiplomskih tečajev za specializacije v povezavi s tehnologijo GIS-a, ki jih pripravlja organizacija Geoplan za podiplomski študij. GIS • UPRAVLJANJE IN ORGANIZACIJA Na fakulteti za geografijo v Utrechtu so os- novali posebno delovno skupino GIS. Ta skupina, v kateri sodelujejo fizični geografi, kartografi in geodeti, koordinira vse razis- kovalne projekte in izobraževalne dejav- nosti na področju računalniške obdelave geoinformacij. Delovna skupina tudi svetuje svetu in vodstvu fakultete pri oblikovanju izobraževalne ter raziskovalne politike in dejavnosti in tudi pri investicijah v računal­ niško programsko in strojno opremo. Računalniški sistem, sottver, podatkovne baze ter GIS upravlja in vzdržuje poseben Računalniški oddelek fakultete. Ta oddelek deluje v tesni povezavi z osrednjim računal­ niškim centrom univerze v Utrechtu. POMEN UPORABLJENIH KRATIC CAC - Computer Assisted Cartography, CAD • Computer Assisted Drafting (tudi Design), DBMS - DataBase Management Systems, LITERATURA GIS - Geografski Informacijski Sistem, SPSS - Statistical Package for Social Scien- ces, UGIS - Utrecht Geographical lnformation System. UGIS - Utrecht Geographical lnformation System, lnstituut voor Ruimtelijk Oderzoek report, 1987. Burrough P.A., PRINCIPLES OF GEOGRAPHICAL INFORMAATION SYSTEMS FOR LAND RESOURCES ASSESSEMENT, 1986, ISBN 0-19-854592-4, Clarendon Press, Oxford. Geodetski vestnik 4/1989 188