Introduktionskurs i GIS

Transkript

1 Introduktionskurs i GIS för kommuner och länsstyrelser Utgåva

2 Inledning StrateGIS-projektet Regeringen har uppdragit åt länsstyrelserna att genomföra en breddutbildning inom GIS Geografiska Informationssystem med kommuner och länsstyrelser som målgrupp. Arbetet bedrivs i samverkan med länens kommunförbund, Lantmäteriet och de regionala GIS-föreningarna. Utbildningsprojektet, som sträcker sig över tre år, har givits namnet StrateGIS. StrateGIS-projektet genomförs i tre etapper. I den första etappen har utbildningens målgrupp utgjorts av beslutsfattare. Inriktningen var att förmedla kunskaper om nyttan och möjligheterna med GIS samt vad som krävs för att införa GIS i den egna organisationen. Den andra etappen har haft som inriktning att höja kompetensen hos GISsamordnarna vad avser förmågan att utveckla, införa och driva GIS i den egna organisationen. Ett moment i denna utbildning har varit att planera för ett genomförande av den tredje etappens användarutbildning. Användarutbildningen ska bedrivas på två nivåer, dels en introduktionskurs för användare av enkla så kallade tittskåps-gis, dels en påbyggnadskurs för användare av generella GIS-verktyg. Introduktionskursen Introduktionskursen i StrateGIS användarutbildning vänder sig till personal inom kommuner och länsstyrelser, som behöver använda sig av geografisk information i någon form och som saknar grundläggande kunskaper om kartor och GIS. Kursdeltagarna förutsätts ha en grundläggande datorvana. Kursens omfattning motsvarar ungefär en dag och omfattar en översiktlig teoretisk bakgrund, exempel på geografisk information och GIS-användning samt praktiska övningar med ett enkelt tittskåps-gis. Avsikten är att det gemensamma kursmaterialet så långt möjligt ska anpassas och kompletteras utifrån de lokala förhållanden som råder där utbildningen genomförs. Kursmaterialet för introduktionskursen består av detta kurskompendium, en instruktion med övningsexempel för ett webb-baserat Tittskåps-GIS, en sammanställning av ett antal exempel på GIS-tillämpningar samt bildmaterial att användas vid utbildningen. Allt material, inklusive StrateGIS tittskåps-gis, finns tillgängligt på StrateGIS-webben ( Målet för utbildningen är att deltagarna ska förvärva en allmän kännedom om GIS och en färdighet att hantera ett enkelt tittskåps-gis. Utbildningen kan också ses som en förberedelse för den påbyggnadskurs, vilken även innefattas i StrateGIS användarutbildning. 2

3 Vad är GIS? Geografisk information beskriver allt som finns någonstans Allt som finns någonstans skapar geografisk information. Geografisk information är information om alla företeelser som går att lokalisera till en plats eller ett område. Det kan vara information om vattenledningar eller markbeläggning eller om juridiska regleringar som ägande och bygglov. Det kan vara adresser, hållplatser, brottsstatistik, hemtjänstens kunder, taxeringsvärden eller arbetsplatser. I storleksordningen 70% av all information som en kommun eller länsstyrelse använder i sin ärendehantering och i sina beslut är, i någon mening, geografisk information. 3

4 Informationen - ett kapital att förvalta Informationen representerar ett stort och växande värde i exempelvis kommunala organisationer - man talar om att de gjorda investeringarna i information motsvarar en hel årsbudget. Det blir därför allt viktigare att utnyttja informationen effektivt för att få avkastning på de gjorda investeringarna. Geografiska informationssystem - GIS- utnyttjar det faktum att informationen är knuten till ett geografiskt läge. Användningen av GIS blir därigenom ett sätt att använda sin geografiska information på ett mer effektivt sätt. Man gör informationen mer tillgänglig och tolkningsbar. GIS ger också möjligheter att integrera många typer av information i samma tillämpning. För att få ut den fulla effekten är det viktigt att "G" i GIS inte bara står för "Geografiska" utan också "Gemensamma" - delad information är dubbelt utnyttjad. 4

5 GIS hanterar allt som finns i och bakom kartan GIS - Geografiska informationssystem - är datoriserade system för att hantera lägesbunden/geografisk information. Med GIS hanteras dels geografiska objekt, normalt presenterade på någon typ av karta, och dels data om egenskaper hos objekten. De geografiska objekten representeras av ytor, linjer, punkter eller små rasterrutor i kartbilden. Till dessa knyter man information i tabeller där varje kolumn beskriver olika egenskaper hos det som visas i kartan. Informationen om t.ex. ett hus kan vara husets storlek, användningssätt, ägare, adress och till och med en länk direkt till ritningar av huset. 5

6 GIS är inte bara ett datorprogram GIS består inte enbart av en programvara levererad i kartong från försäljaren. Ett väl fungerande geografiskt informationssystem ska inpassas i det allmänna IT-stödet med de register och databaser som där används, det förutsätter ett grundläggande paket av kartdata, en organisation som klarar såväl produktion och ajourhållning av data som att utveckla tillämpningar och stödja användarna samt en allmän kompetens att utnyttja tekniken. Man köper således inte ett färdigt GIS. Det måste byggas upp i den egna organisationen. Ett sådant arbete kräver en uttalad vilja från ledningen, klara mål för utvecklingen och avsätter tillräckligt med tid och pengar för arbetet. Ambitionerna för GIS-utvecklingen redovisas ofta i en IT- eller GISstrategi. En sådan strategi bygger på en analys av verksamhetens inriktning och behov av geografisk information. Den redovisar mål för den långsiktiga utvecklingen inom området och fungerar som ett underlag för mer detaljerade verksamhets- eller handlingsplaner på kortare sikt. 6

7 GIS ger pengarna åter flera gånger om GIS kan således effektivisera informationshanteringen och göra informationen lättbegriplig och tillgänglig för många olika användare. Särskilt tydliga blir effektivitetsvinsterna när informationen kan delas mellan många användare inom olika verksamheter, som dessutom sitter fysiskt skilda. Exempel på nyttoeffekter visa på bilderna nedan. Det finns en rad studier gjorda av nyttan med GIS. De pekar alla på att man med ett konsekvent nyttjande av GIS, vilket ersätter en rad manuella rutiner, kan få tillbaka allt från några få till flera tiotal gånger kostnaden för att införa systemen. Det dröjer som regel några år innan vinsterna uppstår beroende på att det tar tid att etablera tekniken, höja medarbetarnas kompetens, förändra arbetssättet och att bygga upp de databaser som systemen ska hantera Nettonytta snabb Nettonytta långsam Kostnads/nyttokalkyl avseende införande av tittskåp som handläggarstöd vid Länsstyrelsen i Västra Götaland. 7

8 Hur används GIS? GIS kan användas i många sammanhang GIS används för att hantera, analysera och presentera geografiskt relaterad information, till exempel information som kan redovisas på kartor. Det kan t.ex. vara information om miljöfarliga utsläpp, daghem och vägar men även människor, fordon och annat som har ett angivet läge. GIS kan även användas för att hantera alla andra uppgifter som hör ihop med kartinformationen. Traditionellt har papperskartor använts som grund för att analysera och presentera geografisk information. Papperskartan har klar begränsningar när informationen blir komplex. Anta att man planerar ett nytt daghem. Då behövs uppgifter om allt från markägare till var småbarn bor. Att manuellt tolka olika register och rita in detta på kartor tar lång tid. Om GIS används för att skapa och lagra sådan information kan man på några sekunder presentera de uppgifter som ligger lagrade i databaser mot en kartbakgrund. Det går då också att komma åt informationen, t ex via Internet, utan att några nya kartor behöver tryckas när förändringar sker. Ett annat bra exempel på avancerad GIS-användning är tillämpningar för att räddningstjänsten snabbt skall hitta närmaste fordon och kortaste vägen till en olycka. Några exempel på användningen av GIS Den enklaste formen av GIS-användning inom offentlig förvaltning är så kallade söksystem. I dessa används GIS främst för att söka reda på exempelvis fastigheter, adresser eller platsen för olika registrerade ärenden och visa dessa på kartan. Genom att använda så kallade infoverktyg kan man sedan få kompletterande uppgifter om det man hittat i kartan. Exempel på denna typ av tillämpning är tittskåpet AutoKa-Vy, som kan levereras med fastighetskartan från Lantmäteriet. 8

9 Handläggarstödet är som regel en påbyggnad av det enkla söksystemet. Påbyggnaden kan till exempel utgöras av funktioner för registrering av ärenden, förberedda standardiserade sökningar och analyser samt rutiner för olika former av utprodukter som exempelvis beslutsdokument och ärende- /beslutskartor. Många gånger är GIS-stödet integrerat i ett annat handläggarstöd i form av ett "kartfönster" i en annan programvara. Ett exempel på ett sådant handläggarstöd är den applikation för handläggning av älgjaktsärenden som används vid länsstyrelsen i Västernorrland. Älg-GIS Vyn visar karta med registrerade älgjaktsområden samt områdesbilden för markerat område i Axielk. 9

10 En av de stora styrkorna med GIS är dess kvaliteter som analysverktyg för rumsliga frågor. Man kan göra analyser som exempelvis vilken färdväg som är den kortaste eller snabbaste för skolskjutsen, hur många människor och vilka områden som blir störda av en ny bergskross, hur många som bor inom rimliga gångavstånd till en planerad busslinje, vilka områden som påverkas av ett oljeutsläpp från en havererad tankbil eller var mobiltelefonmaster ska placeras för att ge bästa täckning. Det är bara fantasin och tillgången till relevanta data som sätter gränserna. Ett exempel på en enkel GIS-analys är underlaget för hemstjänstplanering i Hammarö kommun där man analyserar befolkningsutvecklingen för att bättre kunna bedöma behovsutvecklingen i sina distrikt. GIS kan också användas som en plattform för informationsspridning såväl internt som externt via Internet. Mycket av den information man vill sprida har geografisk anknytning och är lätt att förmedla med en karta i bakgrunden. Genom att klicka på objekten i kartan kan man sedan lätt få fram kompletterande information och länkar till andra informationskällor. Ett exempel på detta är Informationskartan Västra Götaland där en gemensam karttjänst kompletterar kommunernas hemsidesinformation. 10

11 Fullt ut kan GIS utnyttjas i integrerade system inom exempelvis räddningstjänsten. Alarm registreras direkt i kartan via telefonabonnemangens geografiska positioner. GIS ger direkt genom en analys besked om lämpligaste utryckningsväg. I fordonen finns datorer med satellitnavigeringssystem, som under hela resan visar - både i bilen och i ledningscentralen - var fordonet befinner sig. Vidare kan räddningsledaren ur ditt GIS få fram detaljerade kartor över olyckplatsen och länkade ritningar av byggnaderna med uppgifter om exempelvis förvaringsplatser för brandfarliga eller explosiva varor. 11

12 Hur fungerar GIS? GIS kopplar samman kartor och annan information Enkelt uttryckt kan ett GIS sägas vara ett verktyg för att knyta ihop objekt med geografiska lägen, oftast redovisade på kartor, med annan information, exempelvis tabeller, texter, bilder, ritningar eller videosekvenser. Systemen kan hantera all den information vi idag har på kartor, i pärmar och tabeller under förutsättning att informationen har någon koppling till en geografiskt definierad plats eller ett område. De geografiska objekten hanteras som punkter, linjer eller ytor (vektorgis) eller som små rutor i ett rutnät (rastergis). Till dessa geografiska objekt, som t ex kan representera fastigheter, knyts sedan information om deras egenskaper (attribut- eller tabellinformation). I fallet fastigheter kan det vara uppgifter om fastighetsbeteckning, typ, ägare, taxeringsvärde, antal boende i olika åldrar eller förekomsten av enskilda avloppsanläggningar. Utgångspunkten för en GIS-tillämpning är en digital karta. Ovanpå denna bakgrundskarta, som gör att vi kan orientera oss, kan sedan läggas olika skikt (innehållsteman), som antingen visar objekt (som byggnader, avloppsledningar, fornminnen, kunder), eller indelningar (som fastigheter, kommuner, län, försäljningsdistrikt) eller annan datorlagrad information (som trafikstatistik, befolkningstäthet, försäljningsintäkter, olyckstäthet). Annan information som lagras i en eller flera databaser eller register kan knytas till alla dessa objekt. 12

13 Mycket av den här informationen har vi redan flyttat över till datorerna. Den finns redan i en mängd olika datorsystem vi använder, såsom olika ritprogram eller relationsdatabaser, som text-, tabell- eller ritdokument. Genom att strukturera informationen på ett genomtänkt, och enhetligt, sätt och koppla den till jordytan via olika referenssystem (koordinatsystem, belägenhetsadresser, statistikområden eller vägnummer) kan informationen användas i GIS. Ett exempel på sådan koppling till jordytan (eller geokodning) är när ett kundregister förses med adresser eller säljdistrikt som man har redovisade på en karta. Ett ord som ofta används är digitalisering. I GIS-sammanhang avses med detta en överföring av analog information till digitalt format med koppling till ett geografiskt läge via koordinater för att göra informationen användbar i GIS. Med GIS kan sedan en rad olika operationer och analyser genomföras med såväl geografiska data som tabelldata. Geografiska analyser av typen "Hur många bor i fastigheter inom 500 meters avstånd från skolan?" eller "Var finns fastigheter för permanentboende med enskilda avloppsanläggningar?"; geografiska presentationer av typen "Var finns fastigheter som ägs av Andersson?" eller enkla sökningar av typen "Var ligger fastigheten Utby 2:14?" blir alla möjliga genom de geografiska kopplingarna av informationen. Det finns många funktioner i GIS De vanliga funktionerna i GIS är följande: Karthantering - att förstora och förminska kartan samt att flytta kartbilden. Skikthantering - att tända och släcka olika skikt/informationsteman i kartan Attributhantering - att kunna se vilken information som finns knuten till objekten i kartans skikt Sökningar - att söka ut objekt i kartan och tabellerna Analyser - att göra geografiska analyser, exempelvis vilka objekt som finns inom ett visst avstånd från något annat i kartan Presentationer - att göra kartpresentationer som kan skrivas ut på papper eller visas på skärmen. Registrering och redigering - att ta bort och lägga till objekt eller att justera deras geometri och tillhörande attribut. Datorer för GIS De tekniska komponenterna i GIS är dator med kringutrustning samt nätverk och utrustning i detta. För de flesta typer av GIS duger det med en normal kontorsdator. För mer kvalificerade användningar krävs mer kraftfulla datorer med bättre processor, större minneskapacitet och bättre grafikkort. Kringutrustning för arbetet 13

14 med GIS kan vara dels utrustning för datafångst i form av digitaliseringsbord för att föra över information från papperskartor till GIS och scanner för att läsa in kartbilder tillrasterbilder i datorn, dels utrustning för att ta del av resultatet i form av större bildskärm och kartskrivare, plotter, för större pappersformat. För datafångst ute i fält kan också GPS, dvs utrustning för att göra positionsbestämningar med hjälp av satellitsignaler, komma ifråga. Nätverket och servrar gör det möjligt att lagra data som ska vara gemensamt tillgängliga. I vissa fall finns också själva programvaran i en gemensam server, vilket gör att användarens dator inte behöver några särskilda installationer utöver en vanlig webb-läsare. Se nedan om webb-gis. Det finns GIS-program för användning på olika nivåer Under hittills genomförd GIS-utveckling i kommuner och på länsstyrelser har mycket av intresset kretsat kring frågan om vilken GIS-programvara man ska välja. I de flesta organisationer kan GIS emellertid användas för många olika arbetsmoment med vitt skilda krav på bearbetningar och presentationer och för hantering av skilda typer av data. Problemet är därför inte vilken programvara man ska välja, utan att välja ett antal program, vilka fungerar väl tillsammans och som medger en enhetlig lagring av data. Användning och antal användare styr programvaruvalet Val av programvara är en följd av den verksamhet som skall stödjas och de data som skall hanteras. Användningsområden samt typ av och antal användare bör således i första hand styra valet av programvara. Spannet då det gäller användning av GIS är stort - allt från att enbart titta på färdiga kartbilder till att utföra kvalificerade analyser och databearbetningar. Även vad det gäller användarnas kompetens inom GIS är skillnaderna stora. Detta innebär att man, för att få lämpliga lösningar för flertalet användare, kan tvingas välja olika programvaror för skilda användningar. 14

15 Man brukar ibland tala om "tittskåp" för den enklaste typen av användning, "produktionsverktyg" i form av generella GIS-program för de lite mer kvalificerade användarna och "expertverktyg" för den mest avancerade användningen. En vanlig bedömning är att antalet användare inom dessa kategorier står i relationen 100:10:1 inom flertalet organisationer. Utöver dessa kategorier finns också inbyggda GIS-funktioner, så kallade kartfönster, i olika former av handläggar- och beslutsstöd. För de enklaste tittskåpen liksom för många av de inbyggda GISfunktionerna krävs endast en kort GIS-utbildning av användarna. För de vanliga GIS-programvarorna krävs som regel någon eller några veckors utbildning samt erfarenheter från arbete med GIS, medan för expertverktygen krävs grundläggande kunskaper om GIS samt åtskillig vana att arbeta med GIS och databaser. Ju mer kvalificerade verktygen är desto större krav ställs också på den utrustning som ska användas för programmen. Den totala kostnaden för en tillkommande användare i ett tittskåps-gis kan ligga på kr, ett desktop-gis på kr och ett expert-gis kr. Mot bakgrund av detta är det uppenbart att man bör sträva mot att tillgodose de geografiska informationsbehoven med så enkla medel som möjligt. För stora användargrupper med begränsade krav på funktionalitet lämpar sig därför webb-gis, som kräver begränsade utbildningsinsatser samt små investeringar i programvaror och som ger litet behov av underhåll på användarnas datorer. Det går med bibehållen god ekonomi att lägga ned relativt stora insatser på att specialanpassa sådana lösningar för skilda användargrupper. 15

16 GIS snart i var mans hand Datorbaserade system för att samla, lagra, analysera och presentera geografisk information har funnits i Sverige sedan åttiotalets mitt. De här systemen var inledningsvis en angelägenhet för en relativt liten skara experter. GIS har huvudsakligen använts för att framställa kartor, administrera vägnät eller kommunala avloppsnät. Många grupper har länge haft intresse för att använda GIS men det har krävts mycket avancerade och dyra system samt hög teknisk kunskap. Användarna har därför varit förhållandevis få. Under de senaste åren har situationen förändrats. Systemen har blivit väsentligt billigare och mer lättanvända. Den allmänna IT-utvecklingen med lokala nätverk och kraftfulla persondatorer på allas bord har givit nya möjligheter. Den geografiska informationtekniken håller nu, tack vare integration i andra system, Internet och mobiltelefoni, på att ta stora kliv ut till nya användargrupper. I förening med satellitstödd positionsbestämning, GPS, används digitala kartor exempelvis av småbåtsägare, lantbrukare, skogsägare och jägare. Många nya grupper upptäcker lönsamma användningsområden. Det kan gälla transportföretag som lägger upp den lönsammaste rutten mellan olika orter, skogsbolag som inventerar skog eller varuhuskedjor som kombinerar statistiskt befolkningsunderlag med kartbilder för att hitta platser för lokalisering av nya stormarknader. Man kan säga att nya och enklare GIS-tillämpningar är på väg in bland traditionella kontorsverktyg för ordbehandling, kalkyl och presentation. Något allmänt om kartor All GIS-verksamhet bygger på kartinformation och är därmed underkastad de kartografiska regler som ärvts från papperskartan. Kartografi är ett omfattande ämne och här behandlas bara några få viktiga frågor. I påbyggnadskursen sker en fördjupning inom området. Skalan på ursprungsmaterialet har stor betydelse Alla papperskartor har en skala, alltså ett storleksförhållande mellan det som finns utritat på kartan och storleken i verkligheten. Skalan skrivs t.ex. 1: vilket innebär att en centimeter på kartan motsvarar centimeter (eller 500 m) i verkligheten. Utan skala skulle det inte gå att översätta mätningar mellan karta och verklighet och vice versa. Kartan skulle därmed i princip vara oanvändbar för de flesta av de tillämpningar som den används för idag. Skalan påverkar indirekt den detaljrikedom som kartan har, jämför t.ex. en jordglob med den vanliga topografiska kartan. Ju större skala desto fler detaljer i kartbilden kan återges. 16

17 Digitala databaser skiljer sig från den vanliga papperskartan genom att skalan inte påverkar detaljrikedomen lika självklart. Med datorns hjälp går det att förstora ett utsnitt av jordglobskartan tills det bara syns en tjock linje på bildskärmen. Skalan kan anges till 1:50, men detta är rätt meningslöst eftersom den information som visas på skärmen inte motsvarar den detaljrikedom som förväntas för denna skala. På motsvarande vis går det att utifrån en karta i originalskala 1: förminska skalan till 1:50 miljoner. Detta blir emellertid också meningslöst eftersom informationen på kartan kommer att flyta ihop till en liten fläck. En tumregel kan vara att ytor och linjer i den digitala databasen inte bör förstoras eller förminskas mer än 5 gånger. Ursprungsmaterialets skala påverkar däremot precisionen i databasen, framförallt den rumsliga precisionen. Detta är viktigt att hålla i minnet både vid produktion och användning av data. Utsnitt från översiktskartan 1: rutor 5x5 km Utsnitt från terrängkartan 1: rutor 1x1 km Utsnitt från fastighetskartan 1: rutor 1x1 km Nästan all information är förenklad I de flesta fall har den information som används blivit föremål för någon form av generalisering. Detta innebär att informationen blivit förenklad för att lättare kunna tillgodogöras av en tänkt användare. Generalisering kan ske både på den rumsliga informationen och på de attribut som är kopplade till den. Generalisering av den rumsliga informationen innebär att komplicerade objekt förenklas genom att man tar bort brytpunkter på de linjer som definierar objektet. På så vis kan en detaljerad kartbild användas i ett större sammanhang utan att informationsmängden är så stor att linjerna flyter ihop. Ett antal små objekt kan också slås ihop till ett för att på så minska informationsmängden till relevant nivå. Detta kan t.ex. ske genom att objekt ersätts av symboler eller karttecken.. På samma sätt kan den information som finns lagrad som attribut generaliseras för att bättre passa ett visst användningsområde. T.ex. delas data ofta in i klasser, 0-5, 6-10, istället för att enskilda värden redovisas. Tillämpningens behov styr generaliseringsgraden och vilka metoder som skall användas. 17

18 Kartografi kontra Geografi Kartografisk bearbetning av data innebär att man tillrättalägger och anpassar informationen i en karta till den presentation som ska göras till exempel i form av en tryckt karta. I praktiken kan det innebära att man flyttar isär olika linjer som exempelvis strandlinje, väg och järnväg så att de blir läsbara i den tryckta kartan. De data som bearbetats på detta sätt kallas kartografiska och skiljer sig således från de sanna geografiska data som beskriver samma sak. Särskilt tydligt blir detta i översiktliga kartskalor och det innebär att man inte alltid - trots att det är tekniskt möjligt - kan läsa samman kartografiska data som är avsedda att användas i olika skalor. Här har vi placerat en röd prick på huvudentrén till Uddevalla sjukhus i terrängkartans skala. Redan denna karta innehåller stora kartografiska tillrättaläggningar för att redovisa motorvägar och andra saker med tydliga symboler och manér. Betraktar vi sedan vår punkt med översiktskartan som bakgrund så ser vi att den nu hamnat mitt i trafikplatsen på motorvägen och att översiktskartans sjukhussymbol flyttats långt år sidan för att ge plats för vägmarkeringarna. 18

19 Vad är speciellt med data i GIS? Ett GIS består av tabelldata och kartor Geografiska informationssystem arbetar, som vi tidigare konstaterat, dels med kartor och dels med tabelldata. Kartorna, eller den geografiska databasen som är ett mer korrekt uttryck, är egentligen en modell av verkligheten där man valt ut de objekt som är nödvändiga för att systemet ska kunna lösa de tänkta arbetsuppgifterna. Som exempel kan man tänka sig en budfirma som vill kunna hitta bästa vägen till sina kunder. I det här fallet behöver man dels ha kontroll över sina bilar och dess position, kunderna och deras position, samt ett vägnät. Någon annan information behöver man egentligen inte för att skapa en fungerande datamodell i sitt geografiska informationssystem. I ett s.k. vektorbaserat GIS skulle bilarna representeras av punkter, kunderna är även de punkter som representerar deras adresser kopplade till vägnätet. Vägnätet är representerat av linjer. Varje del av linjerna, t ex en del av en linje som går mellan två vägkorsningar, är kopplade till en egen rad i en tabell där det kan finnas information om vägsegmentets längd, vägens bärighet, beläggning, hastighet, enkelriktning eller vad som helst som kan anses nödvändigt. Vektor- och rasterdata är huvudtyperna för GIS-data Det finns två huvudtyper av GIS vektor-gis och raster-gis. Skillnaden ligger i representationen av de geografiska objekten. Det finns GISprogram som klarar att hantera båda typerna av GIS tillsammans. 19

20 Vektor-GIS arbetar med punkter, linjer och ytor Det utmärkande för vektor-gis är att de geografiska objekten representeras av punkter, linjer eller ytor, vilka matematiskt kan beskrivas i form av vektorer. Till dessa punkter, linjer och ytor knyts egenskapsdata (attribut) i tabellform. Styrkan hos vektor-gis ligger främst i möjligheterna att göra sökningar och nätverksanalyser (t ex. resvägsplanering). Analyser som är inriktade på att utnyttja information i databaser som kopplats till kartbilden utförs på ett effektivt sätt av ett vektorbaserat GIS. Här visas en vektorkarta över sydöstra hörnet av Skåne där punkterna visar Sveriges Geologiska Undersöknings biogeokemiska provtagningsplatser i vattendrag. Vattendragens delavrinningsområden representeras som ytor. Typiskt för ett GIS är att de olika geografiska objekten kan klassificeras enligt tillhörande databasinformation. I det här fallet har punkterna både färgats och erhållit en gradvis ökande storlek enligt zinkanalysdata. Raster-GIS arbetar med rutnät I ett raster-gis arbetar man med rutnät (benämns ibland grid) där varje ruta åsätts egenskaper. Exempel på denna typ av GIS kan vara en markanvändningsredovisning där varje ruta på t.ex. 25x25 meter får ett värde (som ger en speciell färg) som beskriver typ av vegetation eller annan markanvändning. Styrkan hos raster-gis ligger främst i möjligheterna att utföra en lång rad geografiska analyser av ytors egenskaper. Exempel på ett sådant användningsområde är behandling av data från satellitbilder. Eftersom olika kartskikt i en specifik geografisk rasterdatabas normalt är uppbyggda i ett likadant rutnät, är det mycket lätt för ett GIS-program att utföra olika typer av överlagringar mellan kartskikten. Rasterbilder används också ofta i form av flygfoton eller färdiga kartbilder som bakgrund för arbete med vektordata. 20

21 Om rutorna är mycket små går de inte att urskilja om man inte förstorar bilden kraftigt. Rasterbilderna blir då stora och kan vara svåra att arbeta med. Ofta går det utmärkt att infoga vektordata ovanpå rasterbilderna. I det här fallet har gruvor (punkter i vektorformat) representerats av en särskild symbol och lagts ovanpå en markanvändningskarta i rasterform. Data kan ha skilda funktioner i GIS Man kan dela in data efter deras funktion i GIS i några huvudkategorier: Orienterande data - bakgrundskartor så att användaren känner igen sig och har något att betrakta sina egna data mot. Här kan man ofta använda rasterbilder. Exempel är t ex översiktskartan/röda kartan och terrängkartan/gröna kartan i raster med färdig kartografi. Sök - och nyckeldata - data som gör att man kan söka geografiskt och dessutom koppla sina egna register mot - en grundläggande fråga för ekonomin i GIS är att man kan göra sina egna data tillgängliga i systemet. Det kan i enklaste fallet handla om ortsnamnsbaser och fastighetseller byggnadspunkter. Planerings- eller analysdata - data som krävs för att få igång enkla generella eller verksamhetsspecifika tillämpningar. Exempel kan ju vara fastighetsbefolkning om man inte har detta i ett eget register. 21

22 Metadata beskriver innehållet i databaserna Det finns även ett stort behov av översiktlig information om databasers innehåll. Denna typ av uppgifter, som benämns metadata, lagras i särskilda databaser. Olika varianter av metadata är metadatabaser och databaskataloger. En metadatabas är en databas med data om data medan en databaskatalog är en katalog med data om databaser. Metadatabaser En metadatabas innehåller som regel åtminstone följande information: Databasens namn och dess ägare. Översikt (sammanfattning av innehåll och användning av databasen). Kvalitet (ursprung, aktualitet och uppdateringsintervall, lägesnoggrannhet, fullständighet m m). Rumslig utbredning (angivet med administrativt område eller med koordinater). Ägar- och leveransinformation (organisation, kontaktperson, copyright, pris, format, media, beställningsrutiner m m). Databaskatalog En databaskatalog är mer översiktlig än en metadatabas. En databaskatalog kan exempelvis ge information om vilken/vilka databaser som innehåller en specifik typ av uppgifter, t ex: Byggnader Fornlämningar Vägar Skyddade naturområden Inmutningar Ett exempel på en databaskatalog är Kartplanen som ges ut årligen av Lantmäteriet, Sveriges geologiska undersökning och Sjöfartsverket. I Kartplan 2000 beskrivs resp. producents uppsättning av databaser med avseende på innehåll, omfattning (=geografiska utbredning), detaljeringsgrad, insamlingsmetod, aktualitet och storlek (=datamängd). Kartplanen finns som webbtjänst; GIS måste fyllas med data Till skillnad från andra datasystem förutsätter GIS tillgång till en rad data som underlag för de bearbetningar som ska göras. Dataförsörjning är inte något man en gång för alla utan det är en ständig process som innefattar såväl nyanskaffning av data som ajourhållning av redan befintliga data. GIS kräver för sina bearbetningar tillgång till en mängd data av skilda slag. Detta är ett av de stora problemen som man möter när man försöker skapa ett fungerande geografiskt informationssystem; tillgången på korrekt och tillräckligt noggranna geografiska databaser är begränsad, och i de fall de 22

23 finns är de relativt dyra. Ofta är det nödvändigt att bygga upp egna databaser eller komplettera de befintliga. I många fall måste man acceptera att man inte kan få tillgång till all den önskvärda informationen och kan då få hålla tillgodo med en förenklad datamodell som eventuellt kan producera något mer generaliserade resultat. Startpaket med geografiska data Utgångspunkten i för GIS-utvecklingen är ofta ett startpaket med sådana grundläggande geografiska data, som behövs i många tillämpningar inom länsstyrelsen eller kommunen. Startpaketet innefattar som regel åtminstone bakgrundskartor, fastighetsinformation, adresser och befolkningsuppgifter. Kännedom om hur detta startpaket är utformat, vilka data som ingår och vem som är leverantör samt fastlagda och dokumenterade rutiner för ajourhållning och förvaltning är en bra utgångspunkt för en organisations fortsatta försörjning av ytterligare geografiska data. Det är lämpligt att för varje datatyp noga fundera på kraven utifrån följande aspekter: Aktualitet, d v s hur ofta behöver uppdatering ske? Lägesnoggrannhet, d v s vilken eller vilka detaljeringsgrad(er) önskas? Geografisk täckning. Uppsättning och krav på attribut. Dataanskaffning Datförsörjning sker antingen genom import av data från andra producenter eller genom egen produktion av data. I båda fallen är det angeläget att noga precisera behoven för att få ut mesta möjliga nytta för de pengar eller den arbetstid man lägger ned på datanskaffningen. Högre kvalitet leder till en högre kostnad och i många fall också större datamängder. Att finna en lämplig nivå blir en fråga om avvägning mellan behov, kostnader och datamängd. 23

24 I de fall som man behöver ett begränsat antal uppgifter vid ett enstaka tillfälle är det viktigt att också undersöka möjligheterna att via Internet ta del av och kanske också kunna hämta hem uppgifterna utan att behöva importera hela datasetet. Via länsstyrelsernas distributionswebb kan data hämtas hem till eget GIS. Via länsstyrelsens hemsida kan man titta på data på karta och attributen i ett info-fönster. 24

25 Standardleverans eller förädlad leverans De flesta leverantörer av geografiska data erbjuder, förutom en fördefinierad och standardiserad leverans av sina data, även viss typ av förädling eller bearbetning för att uppfylla kundens önskemål och behov. Det kan röra sig om att anpassa dataleveransen för en specifik GIS-programvara eller att anpassa data för en specifik tillämpning. Det kan även röra sig om att plocka bort delar av informationsmängden i leveransen, både avseende geometriska data och attributdata, för att kunna erbjuda ett lägre pris. Viktiga dataproducenter är exempelvis Lantmäteriverket, Statens Geologiska Undersökningar, Vägverket, Statistiska Centralbyrån, SMHI, länsstyrelserna och kommunerna. Utöver dessa finna ytterligare ett antal myndigheter som producerar geografiska data samt ett antal andra producenter utanför myndighetsvärlden. Det senare inte minst då det gäller data från flyg- och satellitbilder. Att producera egna data Egen produktion är den dominerande formen för anskaffning av verksamhetsspecifika data. Det finns en hel del att tänka på vid uppbyggnad av egna geografiska databaser. Innan uppbyggnaden påbörjas måste datafångstmetod för både de geometriska delarna och attributdata i databasen bestämmas med utgångspunkt från att få tillräckligt kvalitet och användbarhet med minsta möjliga insats. Det är också utomordentligt viktigt att rutiner för lagring, underhåll och ajourhållning av de egna geografiska databaserna finns framtagna och är väl dokumenterade. Beroende på hur befintligt material ser ut samt vilken detaljeringsgrad och krav på upplösning som ställs på de geografiska databaserna som produceras kan olika metoder för insamling av de geometriska delarna i databasen användas. Digitalisering innebär att man med utgångspunkt från papperskartor eller kartor på bildskärmen markerar de punkter, linjer eller ytor man vill registrera. Fotogrammetri innebär att man med utgångspunkt från flygbilder manuellt eller automatiskt registerar data. Mätning på mark med geodetiska metoder eller GPS används när noggrannhetskraven är höga eller om kostnaden för att erhålla flygbilder blir för hög. Metoder för att samla in attributdata, d v s den beskrivande delen i databasen, är främst att registrera via tangentbordet men kan också ske genom olika former av automatisk läsning av exemelvis blanketter. 25

26 Geokodning innebär att man tillför lägesangivelser till posterna i en befintlig databas. Detta kan ske genom att matcha innehållet i databasen med exempelvis fastighetsbeteckningar, adresser, ortsnamn eller postnummerområden, vilka redan är kopplade till kartan. Data behöver ajourhållas för att vara tillförlitliga En grundläggande regel vid införskaffande av externt producerade databaser, eller vid uppbyggnad av egna databaser, är att fastlägga rutiner för hur databasen skall ajourhållas. Kostnaderna för ajourhållning sett över databasens hela livslängd är i regel mycket högre än initialkostnader för införskaffande och uppbyggnad och har således stor betydelse. Rutiner för ajourhållning kan utformas efter en av följande principer: Kontinuerlig ajourföring innebär att data i princip alltid skall vara aktuella, vilket innebär att ajourhållningen måste ske distribuerat vid källan, eller att fastlagda rutiner måste finnas mellan rapportör vid källan och databasens huvudman. Regelbunden ajourföring innebär att ajourhållningen sker vid regelbundna, och i förväg bestämda, tidpunkter. Behovsprövad ajourföring innebär att att ajourhållning utförs enbart då behov uppstår. Data får inte användas hur som helst Möjligheterna att lagra och använda data begränsas i en del fall av lagstiftning och avtal med dataproducenterna. Som användare är det viktigt att ha en allmän kunskap om dessa förhållanden. Generellt gäller tillståndsplikt för att upprätta geografiska databaser. Det är totalförsvarenheten vid Lantmäteriverket som utfärdar sådana tillstånd och det är GIS-samordnarens ansvar att se till att tillståndsfrågan är löst. Viss information, som exempelvis berör rikets säkerhet, personförhållanden och företagsuppgifter är sekretessbelagda och måste därför lagras och hanteras med restriktioner. I vissa fall kan sammanställningar av var för sig offentliga uppgifter bli av sådan karaktär att sekretess inträder. Då det gäller personuppgifter finns särskilt starka restriktioner i enlighet med EU:s direktiv. Importerade data är enligt avtalen med leverantörerna som regel belagda med särskilda restriktioner beträffande nyttjanderätten. En grundläggande regel är att inte lämna vidare eller publicera data utan att kontrollera vad avtalet säger och att ta kontakt med leverantören för att få medgivande om det krävs i det enskilda fallet. 26

27 Hur fungerar GIS hos oss? Innehållet i detta avsnitt måste naturligen fyllas av den lokale utbildaren. För den som bedriver dessa studier på egen hand kan följande frågeställningar ligga till grund för arbetet i avsnittet. GIS i den egna organisationen Finns GIS etablerat i den egna organisationen? Vilka verksamheter är det som använder GIS? Finns det någon uttalad strategi för GIS och vad säger den om utvecklingen? Organisation Hur är arbetet med GIS organiserat i den egna förvaltningen? Vem har ansvar för utveckling och drift av systemet? Vem vänder man sig till om man ser anledning att använda GIS? Vem svarar för utbildning och stöd till användaren? Tekniska lösningar Vilka GIS-program används? Finns det GIS tillgängligt via intranätet eller endast i form av program som installeras i den egna datorn? Lagras data gemensamt på en allmänt tillgänglig server eller finns de lokalt på respektive dator? Data Vilka generellt intressanta data finns tillgängliga - grundkartor, fastighetsinformation, befolkningsinformation etc.? Vilka mer verksamhetsspecifika data finns att använda? Hur sker förvärv av nya data? Vilka regler gäller för uppbyggnad av nya databaser - lagringsplats, standarder etc.? Tillämpningar Vilka GIS-tillämpningar finns igång? På vilket sätt och för vilka uppgifter används de? På vilket sätt förenklar eller förbättrar de verksamheten? På vilket sätt har användarnas arbetssituation påverkats av GIS-införandet? GIS i Växjö Källa: Utredning avseende GIS I Växjö 27

28 Vad betyder det? En liten GIS-ordbok Attribut Egenskapsdata för geografiska objekt Databas Samling av data Databaskatalog En översiktlig beskrivning av innehållet i olika databaser Desktop-GIS Annan benämning på generella GIS-program för persondatorer. Digital karta Karta som hanteras i dator Digitalisering (Här) Överföring av geografiska objekt till databasen. Fotogrammetri Överföring av kartdata genom mätning i flygbilder Generalisering Förenkling av information Generella GIS-verktyg GIS-program för persondatorer. Geografisk information Data med lägesanknytning Geografiska objekt En företeelse som redovisas geometriskt på karta Geokodning Att koppla data till geografiska objekt GIS Geografiska InformationsSystem, datorstödda system för att hantera geografisk information GPS Satellitnavigationssystem (Global Positioning System) IT Informationsteknologi/ -teknik Koordinatsystem System för ange läge i form av x- och y-värden i kartan. Metadata Data om data Raster-GIS GIS där de geografiska objekten består av någon form av rutindelning och där varje ruta ges unika värden. StrateGIS Namnet på regeringens utbildningssatsning inom GIS Tittskåps-GIS Enkla, oftast webb-baserade, GIS med begränsad funktionalitet. Webb-läsare Programvara för att läsa s.k. hemsidor (HTML) Vektor-GIS GIS där de geografiska objekten redovisas i form av punkter, linjer eller ytor. 28