Coğrafi Bilgi Sistemleri Dersi 4. Ünite Özet

Giriş

Coğrafi Bilgi Sistemlerinde, konumsal veritabanı tasarımı verinin depolanacağı ortamı hazırlamak, verinin hangi formatta ve hangi kurallarla saklanacağını belirlemek için yapılmaktadır.

Veriyi oluşturmak, verideki hataları temizlemek, verinin tutarlılığını sağlamak, öznitelik ilişkilerini kurmak ve veriyi sorgulamaya hazır duruma getirmek uzun ve dikkat gerektiren bir süreçtir. Daha önceki bölümlerde de söz edildiği gibi, konumsal veri hazırlamak bir CBS projesinin en pahalı ve en önemli bileşenlerinden biridir.

Konumlandırma

CBS projelerinde farklı kaynaklardan elde edilen verilerin konumsal ilişkilerinin incelenmesi, ortak referans sistemi gereksinimini ortaya çıkarmıştır. Yerkürede aynı noktada farklı disiplinler tarafından üretilen verilerin ortak bileşeni konumdur.

Konum tanımlaması yapılmadan önce verinin ölçeğine göre harita projeksiyonu seçilmeli ve yerküre üzerindeki konumlandırma, seçilen harita projeksiyonuna göre yapılmalıdır.

Konumlandırma iki ana başlıkta incelenebilir:

• Raster Veri Konumlandırma (Georeferencing)
• Vektör Veri Konumlandırma (Spatial Adjustment)

Raster Veri Konumlandırma (Georeferencing)

Raster Veri Konumlandırma (Georeferencing): Taranmış kağıt pafta, hava fotoğrafı veya uydu görüntülerinin bilinen koordinat değerleri kullanılarak, yerküre üzerinde gerçek konum ve boyuta dönüştürme işlemidir.

Kontrol Noktası: Birinci nokta grid yapısında raster hücre konumu, ikinci nokta hücrenin taşınması gereken yerküre koordinatı olan, nokta çiftine kontrol noktası denir.

Raster veri konumlandırmak için en az üç kontrol noktası gereklidir. Üç kontrol noktasından sonra eklenen her nokta için, tüm noktalara dağıtılmış gözlem ve hesap sonuçları arasında fark oluşur (residual). Noktalara dağıtılan residual değerlerinin birbirine yakın olması, konumlandırma işleminin tutarlı olduğunu göstermektedir.

Residual değerlerinin, karelerinin ortalamasının karekökü RMS (Root Mean Square) değerini verir. Raster veri konumlandırma işleminde toplam RMS değeri sıfıra (0) yakın olmalıdır. Ancak nokta sayısı az olan konumlandırma işleminde, RMS değerinin sıfıra yakın olması konumlandırmanın hassas yapıldığı anlamına gelmez. Nokta sayısı arttıkça RMS değeri sıfırdan uzaklaşabilir, ancak nokta sayısı arttıkça da konumlandırma hassasiyeti artacaktır.

Vektör Veri Konumlandırma (Spatial Adjustment)

Vektör veri konumlandırma (spatial adjustment) ; konum bilgisi doğrulanmadan sayısallaştırma tableti ve/veya paftalardan üretilen vektör verileri bilinen noktaların koordinat değerleri kullanılarak, yerküre üzerinde gerçek konum ve boyuta dönüştürme işlemidir.

Raster veri konumlandırmada olduğu gibi vektör veri konumlandırma işlemi için de en az üç kontrol noktası gereklidir. Aynı şekilde residual değerleri ve RMS değeri oluşmaktadır. Hassas bir dönüşüm için nokta sayısının dağınık ve yeteri kadar çok olması gereklidir.

Veri Hazırlama ve Düzenleme

CBS projesi geliştirme sürecinde en maliyetli ve en çok zaman alan bölüm, veri hazırlama ve düzenleme sürecidir. Konumsal veri kalitesi CBS projelerinde önemli bir parametredir.

Veri hazırlama ve düzenleme maliyetlerini minimize etmek için verinin sistematik olarak güncelliğinin sağlanması gereklidir. CBS yazılımları, veri güncelliğini sağlamak için çeşitli veri hazırlama ve düzenleme araçları sunmaktadır.

Çizim Araçları

Veri hazırlama süreci iki yöntemle gerçekleştirilmektedir. Sayısallaştırma veya özel ölçüm cihazları ile araziden toplama. Sayısallaştırma yönteminde en çok kullanılan yöntem, ekrandan sayısallaştırma (heads-up digitizing) raster konumlandırma işleminden sonra gerçekleştirilen bir süreçtir.

Çizim araçlarını kullanırken çizgisel bir elemanın başlangıç ve bitiş noktalarına node (kırmızı noktalar), bu noktalar arasında kalan diğer tüm noktalara vertex (yeşil noktalar) adı verilir.

Konumsal Veri İşleme Araçları (Geoprocessing Tools)

Konumsal veri işleme araçları karar verme sürecinde konumsal veriyi tanımlama, analiz etme ve düzenlemek için kullanılır. Konumsal veri işleme süreci, girdi veri setine amaca uygun bir işlem uyguladıktan sonra çıktı veri seti sunmaktadır. Temel konumsal veri işleme araçları;

• Kesişme (intersect),
• Simetrik fark (symmetrical difference),
• Birleşme (union),
• Kesme (clip),
• Silme (erase),
• Özdeşleşme (identity),
• Güncelleme (update), olarak sıralanabilir.

Kesişme (intersect): Girdi ile kesişme nesnesinin geometrik kesişimleri çıktı olarak sunulmaktadır.

Simetrik fark (symmetrical difference): Girdi ile kesişme nesnesinin birleşimlerinden, girdi ile kesişme nesnesinin kesiştiği bölge çıkartılarak, simetrik fark çıktısı olarak sunulmaktadır.

Birleşme (union): Girdi ile birleşme nesnesinin geometrik birleşimleri çıktı olarak sunulmaktadır.

Kesme (clip): Girdi kesme nesnesi ile kesilip, dışında kalan alanlar silinerek, çıktı olarak sunulmaktadır.

Silme (erase): Girdi silme nesnesi ile kesilip, içinde kalan alanlar silinerek, çıktı olarak sunulmaktadır.

Özdeşleşme (identity): Girdinin özdeşleşme nesnesi ile kesişiminde kalan poligonlar, girdiye eklenmektedir. Çıktıda oluşan kesişim poligonları, özdeşleşme nesnesinin öznitelik bilgilerini almaktadır.

Güncelleme (update): Girdi ile güncelleme nesnesinin geometrik olarak birleşiminde güncelleme nesnesinin geometrisi ve öznitelik bilgileri girdiye eklenerek, çıktı olarak sunulmaktadır.

Konumsal Veri Birleştirme Araçları

CBS yazılımlarında veri yönetimi (data management) başlığı altında veri birleştirmek ve bütünleştirmek için kullanılan araçlardır.

Ekleme (append): Ekleme işlemi birden çok veri setini tek bir veri seti üstüne ekleme işlemidir.

Birleştirme (merge): Birleştirme işlemi yan yana paftalardan üretilen veri setlerini tek bir veri seti üstüne bütünleme işlemidir. Birleştirme işleminde konumsal nesne türleri (nokta, çizgi, poligon) ve öznitelik bilgi alanları (tablo kolonları) aynı olmak zorundadır.

Konumsal Veri Sadeleştirme Araçları

Sayısallaştırma aşamasında gereğinden fazla detaylı ve karmaşık yapıda üretilen geometrik şekiller, analiz ve (küçük ölçekte) gösterim aşamasında sadeleştirilmekte, detayları azaltılmaktadır.

Çizgisel basitleştirme (simplify line): Çizgi üzerindeki küçük düzensizlikleri nokta azaltma yöntemi ile nesnelerin temel geometrik yapısı değiştirilmeden basitleştirilmektedir.

Çizgisel düzleştirme (smooth line): Konumsal verinin kartografik ve estetik kalitesini artırmak amacı ile interpolasyon yöntemi ile verinin geometrik yapısını değiştirmeden düzleştirme işlemi yapılmaktadır.

Bütünleştirme (dissolve): Belirlenen öznitelik verisi özelliklerine göre konumsal veriyi bütünleştirme, toplulaştırma işlemi gerçekleştirmektedir.

Veri Görüntüleme

CBS ortamında konumsal veriler, öznitelik verilerine göre farklı özelliklerde sınıflandırılarak görüntülenebilmektedir. CBS yazılımlarında var olan sembol kütüphaneleri ile konumsal nesneler, veri türlerine göre (noktalar değişik nokta sembolleri ile, çizgiler farklı çizgi tipleri ve renkler ile, poligonlar farklı tarama ve renk katalogları ile) sınıflandırılmış olarak gösterilebilmektedir.

Veritabanı platformundaki konumsal nesneler (nokta, çizgi, poligon), gösterim platformuna eklendiklerinde tek sembol ile görüntülenmektedir. Ancak öznitelik verilerindeki herhangi bir değere göre kategorize edilebilmektedirler.

AKK bilgi alanına göre kategorize edildiğinde farklı renkler verilerek veri daha anlaşılır şekle dönüştürülebilir.

Veri görüntüleme fonksiyonları ile birden fazla öznitelik bilgi alanının kullanıldığı diğer bir yöntem ise raporlama grafikleri ve konumsal verilerin bir arada kullanılmasıdır. Raporlama grafikleri;

• Yüzde dilimleri,
• Değer çubukları,
• Kümülatif grafikler olarak harita üzerinde sunulmaktadır.