Σύγχρονα Θέματα σε Βάσεις Δεδομένων

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων Οι βάσεις δεδομένων πολυμέσων παρέχουν χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στους χρήστες να αποθηκεύουν και να κάνουν επερωτήσεις σε διαφορετικούς τύπους πληροφοριών πολυμέσων που περιλαμβάνουν εικόνες (όπως φωτογραφίες ή σχέδια), ακολουθίες βίντεο (ταινίες ειδήσεις κλπ), ακολουθίες ήχου (όπως τραγούδια, τηλεφωνικά μηνύματα, ή αγορεύσεις) και έγγραφα (όπως βιβλία και άρθρα).

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων Οι βασικοί τύποι επερωτήσεων βάσης δεδομένων που απαιτούνται περιλαμβάνουν τον εντοπισμό των πηγών πολυμέσων οι οποίες περιέχουν κάποια αντικείμενα που ενδιαφέρουν. (πχ ηθοποιός, γκολ, έκρηξη κλπ) Οι παραπάνω τύποι επερωτήσεων αναφέρονται σαν ανάκτηση με βάση το περιεχόμενο, επειδή η.ανάκτηση από την πηγή του πολυμέσου βασίζεται στο ότι περιέχει κάποια αντικείμενα ή δραστηριότητες. Επομένως μια ΒΔ πολυμέσων πρέπει να χρησιμοποιεί κάποιο μοντέλο για την οργάνωση και τα ευρετήρια των πηγών πολυμέσων που θα βασίζεται στα περιεχόμενα τους. Ο προσδιορισμός των περιεχομένων των πηγών πολυμέσων είναι μια δύσκολη και χρονοβόρα προσπάθεια.

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων Υπάρχουν δύο βασικές προσεγγίσεις. Η πρώτη βασίζεται στην αυτόματη ανάλυση των πηγών πολυμέσων για τον προσδιορισμό κάποιων μαθηματικών χαρακτηριστικών του περιεχομένου τους. Η προσέγγιση αυτή χρησιμοποιεί διαφορετικές τεχνικές ανάλογα με τον τύπο της πηγής του πολυμέσου (εικόνα, κείμενο, βίντεο ή ήχος). Η δεύτερη προσέγγιση εξαρτάται από τον χειρονακτικό προσδιορισμό των αντικειμένων και των δραστηριοτήτων που ενδιαφέρουν σε κάθε πηγή πολυμέσων και στην χρησιμοποίηση αυτών των πληροφοριών για τη δημιουργία ευρετηρίων. Η προσέγγιση αυτή μπορεί να εφαρμοσθεί σε όλες τις διαφορετικές πηγές πολυμέσων, αλλά απαιτεί μια φάση χειρονακτικής προ-επεξεργασίας όπου κάποιο άτομο πρέπει να σαρώσει κάθε πηγή πολυμέσου για να προσδιορίσει και να καταλογραφήσει τα αντικείμενα και τις δραστηριότητες που περιέχει ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ευρετηριοποίηση αυτών των πηγών.

εικόνες, βίντεο, ήχος και πηγές κειμένων Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων Χαρακτηριστικά κάθε τύπου πηγής πολυμέσου εικόνες, βίντεο, ήχος και πηγές κειμένων εικόνα αποθηκεύεται σε μη επεξεργασμένη μορφή σαν ένα σύνολο από τιμές πλέγματος η κελιών, ή σε συμπιεσμένη μορφή για εξοικονόμηση χώρου. Η περιγραφή σχήματος της είναι ένα ορθογώνιο από κελιά συγκεκριμένου πλάτους και ύψους. Κκάθε εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί από ένα m επί n πλέγμα από κελιά. Κάθε κελί περιέχει την τιμή ενός εικονοστοιχείου που περιγράφει το περιεχόμενο του κελιού. Στις μαυρόασπρες εικόνες, ένα μπιτ. Στην γκρίζα κλίμακα ή στις έγχρωμες εικόνες το εικονοστοιχείο αποτελείται από πολλά μπιτ. Απαιτούν μεγάλο χώρο, αποθηκεύονται σε συμπιεσμένη μορφή.

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων εικόνα Για τον εντοπισμό των αντικειμένων που ενδιαφέρουν σε μια εικόνα, η εικόνα τυπικά χωρίζεται σε ομογενή τμήματα χρησιμοποιώντας ένα κατηγόρημα ομογενοποίησης. Για παράδειγμα, σε μια έγχρωμη εικόνα, διαδοχικά κελιά και με περίπου ίδιες τιμές εικονοστοιχείου ομαδοποιούνται σε τμήματα. Το κατηγόρημα ομογενοποίησης ορίζει τις συνθήκες για το πώς ομαδοποιούνται αυτόματα αυτά τα κελιά. Η τμηματοποίηση και η συμπίεση μπορούν επομένως να προσδιορίσουν τα βασικά χαρακτηριστικά μιας εικόνας.

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων εικόνα πχ να βρεθούν οι εικόνες που μοιάζουν με μια δοθείσα εικόνα. Υπάρχουν δύο βασικές τεχνικές γι' αυτό τον τύπο της αναζήτησης. Η πρώτη προσέγγιση χρησιμοποιεί μια συνάρτηση απόστασης για να συγκρίνει τη δοθείσα εικόνα με τις αποθηκευμένες εικόνες και τα τμήματα τους. Αν η τιμή της απόστασης που επιστρέφεται είναι μικρή, τότε η πιθανότητα εύρεσης του προτύπου είναι μεγάλη. Μπορούν να δημιουργηθούν ευρετήρια που να ομαδοποιούν τις αποθηκευμένες εικόνες με περίπου ίδια μετρική απόσταση έτσι που να περιορίζεται ο χώρος της αναζήτησης. Η δεύτερη προσέγγιση, που ονομάζεται προσέγγιση μετασχηματισμού, μετράει την ομοιότητα των εικόνων εκτελώντας ένα μικρό αριθμό μετασχηματισμών που μπορούν να μετασχηματίσουν τα κελιά μιας εικόνας για να ταιριάζουν με της άλλης. Οι μετασχηματισμοί περιλαμβάνουν στροφές, μεταφράσεις και κλιμάκωση.

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων πηγή βίντεο τυπικά αναπαριστάνεται από μια ακολουθία από καρέ, όπου κάθε καρέ είναι μια παγωμένη εικόνα. Αντί να προσδιορίζονται τα αντικείμενα και οι δραστηριότητες σε κάθε ξεχωριστό καρέ, το βίντεο χωρίζεται σε τμήματα, όπου κάθε τμήμα αποτελείται από μια ακολουθία διαδοχικών καρέ που περιέχουν τα ίδια αντικείμενα/δρστηριότητες. Κάθε τμήμα προσδιορίζεται από το αρχικό και το τελικό καρέ. Τα αντικείμενα και οι δραστηριότητες που προσδιορίζονται σε κάθε τμήμα βίντεο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ευρετηριοποίηση των τμημάτων. Για την ευρετηριοποίηση των βίντεο έχει προταθεί μια τεχνική ευρετηριοποίησης που ονομάζεται δένδρα τμημάτων καρέ. Το ευρετήριο περιλαμβάνει τόσο αντικείμενα, όπως άτομα, σπίτια, αυτοκίνητα, όσο και δραστηριότητες, όπως ένα άτομο που κάνει μια ομιλία ή δύο άτομα που συζητούν.

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων πηγή κειμένου είναι βασικά το πλήρες κείμενο κάποιου άρθρου, βιβλίου ή περιοδικού. Τυπικά η ευρετηριοποίηση αυτών των πηγών επιτυγχάνεται με τον προσδιορισμό των λέξεων-κλειδιών που εμφανίζονται στο κείμενο καθώς και των σχετικών συχνοτήτων τους. Επειδή θα μπορούσαν να υπάρχουν πάρα πολλές λέξεις-κλειδιά στην προσπάθεια ευρετηριοποίησης εγγράφων, έχουν αναπτυχθεί τεχνικές που ελαττώνουν το πλήθος των λέξεων-κλειδιών στις πιο σχετικές με τη συλλογή. Για τον σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια τεχνική που βασίζεται σε μετασχηματισμούς πινάκων και ονομάζεται διασπάσεις μοναδικών τιμών (singular value decopositions (SVD)). Στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια τεχνική ευρετηριοποίησης που ονομάζεται δένδρα τηλεσκοπικών διανυσμάτων ή TV-δένδρα για την ομαδοποίηση κειμένων.

Εισαγωγή στις Έννοιες Βάσεων Δεδομένων Πολυμέσων πηγές ήχου περιέχουν ηχογραφημένα μηνύματα όπως ομιλίες, παρουσιάσεις διαλέξεων ή ακόμη καταγραφές παρακολούθησης τηλεφωνικών μηνυμάτων ή συνδιαλέξεων που έχουν επιβληθεί από τον νόμο. Εδώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν διακριτοί μετασχηματισμοί για τον εντοπισμό των κύριων χαρακτηριστικών της φωνής κάποιου ατόμου, ώστε να έχουμε ευρετηριοποίηση και ανάκτηση βασισμένες στην ομοιότητα. Τα χαρακτηριστικά στοιχεία του ήχου περιλαμβάνουν ένταση, τόνο και καθαρότητα.

Εισαγωγή στις Έννοιες των Χωρικών Βάσεων Δεδομένων Μια χωρική βάση δεδομένων αποθηκεύει αντικείμενα που περιγράφονται με χωρικά χαρακτηριστικά Οι χωρικές βάσεις δεδομένων υποστηρίζουν έννοιες για βάσεις δεδομένων που καταγράφουν αντικείμενα σ' έναν πολυδιάστατο χώρο. πχ, χαρτογραφικές βάσεις δεδομένων που αποθηκεύουν χάρτες περιέχουν δισδιάστατες χωρικές περιγραφές των αντικειμένων τους από χώρες και πολιτείες σε ποταμούς, πόλεις δρόμους, θάλασσες κοκ. Αυτές οι βάσεις δεδομένων χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές όπως περιβαλλοντολογικές, ενεργειακές και διαχείρισης μαχών. Αλλες βάσεις δεδομένων, όπως μετεωρολογικές βάσεις δεδομένων για καιρικές πληροφορίες, είναι τρισδιάστατες, αφού οι θερμοκρασίες και οι άλλες μετεωρολογικές πληροφορίες σχετίζονται με τρισδιάστατα χωρικά σημεία.

Εισαγωγή στις Έννοιες των Χωρικών Βάσεων Δεδομένων Επεκτάσεις του μοντέλου για χωρικές βάσεις δεδομένων δύο διαστάσεων είναι να συμπεριληφθούν γεωμετρικές έννοιες δύο διαστάσεων όπως σημεία, γραμμές και τμήματα γραμμών, κύκλοι, πολύγωνα και τόξα ώστε να προσδιορίζονται τα χωρικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων. Επιπλέον χρειάζονται χωρικές πράξεις για να εφαρμοσθούν στα χωρικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων -για παράδειγμα, να υπολογισθεί η απόσταση μεταξύ δύο αντικειμένων Θεωρήστε μια βάση δεδομένων που χρησιμοποιείται για εφαρμογές διαχείρισης έκτακτων αναγκών. Χρειάζεται μια περιγραφή των χωρικών θέσεων πολλών τύπων αντικειμένων. Μερικά από τα αντικείμενα αυτά γενικά έχουν στατικά χωρικά χαρακτηριστικά, όπως δρόμοι και εθνικές οδοί, αντλίες νερού (για έλεγχο πυρκαγιών), αστυνομικά τμήματα, πυροσβεστικοί σταθμοί και νοσοκομεία. Αλλα αντικείμενα έχουν δυναμικά χωρικά χαρακτηριστικά που αλλάζουν χρονικά, όπως αστυνομικά οχήματα, ασθενοφόρα ή πυροσβεστικά οχήματα.

Εισαγωγή στις Έννοιες των Χωρικών Βάσεων Δεδομένων τρεις κατηγορίες τυπικών χωρικών επερωτήσεων: Επερώτηση διαστήματος: Βρίσκει τα αντικείμενα ενός συγκεκριμένου τύπου που βρίσκονται μέσα σε δεδομένη χωρική περιοχή ή σε συγκεκριμένη απόσταση από δοθείσα θέση. (πχ, όλα τα νοσοκομεία που βρίσκονται στην περιοχή της πόλης Αθήνας ή βρίσκει όλα τα ασθενοφόρα σε απόσταση πέντε μιλίων από τη θέση ενός ατυχήματος). Επερώτηση για τον κοντινότερο γείτονα: Βρίσκει ένα αντικείμενο συγκεκριμένου τύπου που βρίσκεται πιο κοντά σε δεδομένη θέση. (πχ, το περιπολικό που βρίσκεται πιο κοντά σε συγκεκριμένη θέση). Χωρικές συνενώσεις ή επικαλύψεις: Τυπικά συνενώνει αντικείμενα δύο τύπων με βάση κάποια χωρική συνθήκη, όπως αντικείμενα που τέμνονται ή επικαλύπτονται χωρικά ή που βρίσκονται σε κάποια απόσταση το ένα από το άλλο. (πχ, όλες τις πόλεις που βρίσκονται σ‘ έναν αυτοκινητόδρομο ή όλα τα σπίτια που απέχουν δύο μίλια από μια λίμνη.)

Εισαγωγή στις Έννοιες των Χωρικών Βάσεων Δεδομένων Για να απαντηθούν αποτελεσματικά αυτοί και άλλοι τύποι χωρικών επερωτήσεων χρειάζονται ειδικές τεχνικές για χωρικά ευρετήρια. Μια από τις πιο γνωστές τεχνικές είναι η χρήση R-δένδρων και των παραλλαγών τους. Τα R-δένδρα ομαδοποιούν στους ίδιους τερματικούς κόμβους (φύλλα) ενός δομημένου δενδροειδούς ευρετηρίου τα αντικείμενα που βρίσκονται φυσικά κοντά με κάποια χωρική προσέγγιση. Αφού ένα φύλο μπορεί να δείχνει μόνο σε κάποιο πλήθος αντικειμένων, χρειάζονται αλγόριθμοι για τον διαχωρισμό του χώρου σε ορθογώνιους υπο-χώρους που περιέχουν τα αντικείμενα. Τυπικά κριτήρια για τον διαχωρισμό του χώρου περιλαμβάνουν την ελαχιστοποίηση των ορθογώνιων περιοχών, αφού αυτό οδηγεί σε γρήγορη συντόμευση του χώρου αναζήτησης. Προβλήματα όπως η ύπαρξη αντικειμένων με επικαλυπτόμενες χωρικές περιοχές αντιμετωπίζονται με διαφορετικούς τρόπους από τις πολλές διαφορετικές παραλλαγές των R-δένδρων. Οι εσωτερικοί κόμβοι των R-δένδρων αντιστοιχούν σε ορθογώνια που η περιοχή τους καλύπτει όλα τα ορθογώνια του υποδένδρου τους.

Εισαγωγή στις Έννοιες των Χωρικών Βάσεων Δεδομένων Επομένως τα R-δένδρα μπορουν να απαντήσουν εύκολα επερωτήσεις όπως: βρες όλα τα αντικείμενα σε δοθείσα περιοχή, περιορίζοντας τη δενδρική αναζήτηση σε εκείνα τα υποδένδρα των οποίων τα ορθογώνια τέμνονται με την περιοχή που δίδεται στην επερώτηση. Άλλες χωρικές δομές αποθήκευσης περιλαμβάνουν τα τετραδικά δένδρα και τις παραλλαγές τους. Γενικά τα τετραδικά δένδρα χωρίζουν κάθε χώρο ή υποχώρο σε περιοχές ίσου μεγέθους και προχωρούν με τις υποδιαιρέσεις κάθε υποχώρου για να προσδιορίσουν τις θέσεις των διαφόρων αντικειμένων. Πρόσφατα έχουν προταθεί πολλές νέες δομές χωρικής προσπέλασης και η περιοχή αυτή είναι ακόμη ανοικτή ερευνητικά.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ-GIS) Τα ΓΣΠ περί περιλαμβάνουν γενικά δύο τύπους δεδομένων: (1) χωρικά δεδομένα, προερχόμενα ανά από χάρτες, ψηφιακές εικόνες, διοικητικά και πολιτικά όρια. δρόμους, δίκτυα μεταφορών, φυσικά δεδομένα, ποτάμια, εδαφολογικά χαρακτηριστικά. κλιματολογικές περιοχές. λόφους (2) μη χωρικά δεδομένα, όπως μετρήσεις απογραφής. οικονομικά δεδομένα και πληροφορίες πωλήσεων και προώθησης προϊόντων. Το ΓΣΠ αποτελούν ένα γρήγορα αναπτυσσόμενο πεδίο που προσφέρει πολύ πρωτοποριακές προσεγγίσεις για την αντιμετώπιση μερικών τεχνικών απαιτήσεων.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ)

χαρτογραφικές εφαρμογές, ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) χαρτογραφικές εφαρμογές, εφαρμογές μοντελοποίησης της ψηφιοποίησης εδάφους εφαρμογές γεωγραφικών αντικειμένων

Απαιτήσεις Διαχείρισης Δεδομένων από τα ΓΣΠ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Απαιτήσεις Διαχείρισης Δεδομένων από τα ΓΣΠ Μοντελοποίηση Δεδομένων και Αναπαράσταση. Ανάλυση Δεδομένων Ενοποίηση Δεδομένων Συλλογή Δεδομένων

Μοντελοποίηση Δεδομένων και Αναπαράσταση. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Μοντελοποίηση Δεδομένων και Αναπαράσταση. Τα δεδομένα αναπαρίστανται με δύο μορφοποιήσεις: (1) διανυσματική και (2) ψηφιογραφική (raster) Τα διανυσματικά δεδομένα παριστάνουν γεωγραφικά αντικείμενα όπως σημεία, γραμμές και πολύγωνα. Επομένως μια λίμνη μπορεί να παριστάνεται σαν πολύγωνο, ή ένας ποταμός σαν μια ακολουθία τμημάτων γραμμών.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Μοντελοποίηση Δεδομένων και Αναπαράσταση. Τα ψηφιογραφικά δεδομένα χαρακτηρίζονται σαν πίνακες από σημεία, όπου κάθε σημείο παριστάνει την τιμή ενός γνωρίσματος για μια τοποθεσία στον πραγματικό κόσμο. Μη αυστηρά, οι ψηφιοποιημένες εικόνες είναι πίνακες n διαστάσεων όπου κάθε καταχώρηση είναι μια μονάδα της εικόνας και παριστάνει ένα γνώρισμα. Οι μονάδες δύο διαστάσεων ονομάζονται ψηφίδες (pixels), ενώ οι μονάδες τριών διαστάσεων ονομάζονται voxels. Τρισδιάστατα δεδομένα τομής αποθηκεύονται με τη μορφή ενός ψηφιακού μοντέλου υψομέτρων που βασίζεται σε ψηφιοποίηση (μοντέλο DEM).

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Μοντελοποίηση Δεδομένων και Αναπαράσταση. Τριγωνικό μη κανονικό δίκτυο (Triangular irregular network - TIN) είναι μια τοπολογική προσέγγιση βασισμένη στα διανύσματα που μοντελοποιεί επιφάνειες συνδέοντας δειγματοληπτικά σημεία σαν κορυφές τριγώνων και έχει ένα σημείο πυκνότητας το οποίο μπορεί να μεταβάλλεται με την τραχύτητα του εδάφους. Τα παραλληλόγραμμα πλέγματα (ή οι πίνακες τομής) είναι δομές πινάκων δύο διαστάσεων. Στην ψηφιακή μοντελοποίηση εδάφους (DTM), το μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντικαθιστώντας το υψόμετρο με ένα γνώρισμα που ενδιαφέρει όπως η πυκνότητα του πληθυσμού ή η θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Τα δεδομένα των ΓΣΠ συχνά περιλαμβάνουν μια χρονική δομή εκτός από τη χωρική δομή. Για παράδειγμα, η πυκνότητα της κυκλοφορίας μπορεί να μετριέται κάθε 60 δευτερόλεπτα σ' ένα σύνολο σημείων.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Ανάλυση Δεδομένων. Τα δεδομένα των ΓΣΠ υπόκεινται σε διάφορους τύπους αναλύσεων. ΠΧ, σε εφαρμογές όπως μελέτες διάβρωσης του εδάφους, μελέτες περιβαλλοντολογικών επιπτώσεων, τα DTM δεδομένα υπόκεινται σε διάφορων τύπων γαιομορφομετρικές αναλύσεις μετρησεις τιμών κλίσης εδάφους, κλίσης (gradient) (ρυθμός αλλαγής του υψόμετρου), προσανατολισμού(η κατεύθυνση της πυξίδας της κλίσης) κατατομή της κυρτότητας (ο ρυθμός αλλαγής της κλίσης), σχεδίου κυρτότητας (η κυρτότητα των ισοϋψών καμπυλών και άλλων παραμέτρων). γεωμετρικές πράξεις (για τον υπολογισμό αποστάσεων, εμβαδών, όγκων), τοπολογικές πράξεις (για τον υπολογισμό επικαλύψεων, τομών, συντομότερων δρόμων) και χρονικές πράξεις (για τον υπολογισμό εσωτερικών επερωτήσεων ή επερωτήσεων που βασίζονται σε γεγονότα).

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Ενοποίηση Δεδομένων. Τα ΓΣΠ πρέπει να ενοποιήσουν τόσο διανυσματικά όσο και ψηφιοποιημένα δεδομένα που προέρχονται από διαφορετικές πηγές. Μερικές φορές οι ακμές και οι περιοχές συνάγονται από μια ψηφιοποιημένη εικόνα για να σχηματίσουν ένα διανυσματικό μοντέλο, ή αντίστροφα, ψηφιοποιημένες εικόνες όπως οι αεροφωτογραφίες χρησιμοποιούνται για την ενημέρωση διανυσματικών μοντέλων. Πολλά συστήματα συντεταγμένων όπως το Universal Transverse Mercator (UTM), το σύστημα γεωγραφικού πλάτους/μήκους, και τοπικά κτηματογραφικά συστήματα χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό τοποθεσιών. Δεδομένα προερχόμενα από διαφορετικά συστήματα συντεταγμένων απαιτούν κατάλληλους μετασχηματισμούς.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Ενοποίηση Δεδομένων. Οι βασικές δημόσιες πηγές γεωγραφικών δεδομένων, που περιλαμβάνουν τα αρχεία TIGER που κρατούνται από το υπουργείο εμπορίου των ΗΠΑ, χρησιμοποιούνται για χάρτες δρόμων από πολλά εργαλεία σχεδιασμού δρόμων του Web (πχ. http://maps.yahoo.com). Συχνά υπάρχουν υψηλής ακρίβειας ανεπαρκείς σε γνωρίσματα χάρτες που πρέπει να ενοποιηθούν με χάρτες χαμηλής ακρίβειας πλούσιους σε γνωρίσματα. Αυτό επιτυγχάνεται με μια διαδικασία που ονομάζεται "rubber banding", όπου ο χρήστης ορίζει ένα σύνολο από σημεία ελέγχου και στους δύο χάρτες και ο μετασχηματισμός του χάρτη χαμηλής ακρίβειας επιτυγχάνεται με την παράταξη των σημείων ελέγχου. Ένα σημαντικό θέμα ενοποίησης είναι να δημιουργηθούν και να συντηρηθούν πληροφορίες γνωρισμάτων (όπως η ποιότητα της ατμόσφαιρας ή η πυκνότητα της κυκλοφορίας) που μπορούν να σχετισθούν και να ενοποιηθούν με κατάλληλες γεωγραφικές χρονικές πληροφορίες καθώς αυτές εξελίσσονται.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Συλλογή Δεδομένων. Το πρώτο βήμα στην ανάπτυξη μιας χωρικής βάσης δεδομένων για χαρτογραφική μοντελοποίηση αποτελεί η συλλογή γεωγραφικών πληροφοριών δύο ή τριών διαστάσεων σε ψηφιακή μορφή Μια διαδικασία που εμποδίζεται από τα χαρακτηριστικά των πηγαίων χαρτών όπως η ανάλυση, το είδος της προβολής, οι κλίμακες των πινάκων, οι χαρτογραφικές άδειες χρήσης, η ποικιλία των τεχνικών μετρήσεων και οι διαφορές των συστημάτων συντεταγμένων. Τα χωρικά δεδομένα μπορούν επίσης να συλλεχθούν από απομακρυσμένους αισθητήρες σε δορυφόρους όπως ο Landsat, o NORA, το Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) καθώς και το SPOT HRV (High Resolution Visible Range Instrument), το οποίο έχει αμερόληπτη ερμηνεία και είναι πολύ ακριβές. Για ψηφιακή μοντελοποίηση εδάφους, οι μέθοδοι συλλογής δεδομένων ποικίλουν από χειρωνακτικές μέχρι πλήρως αυτοματοποιημένες. Η παραδοσιακή και πιο ακριβής μέθοδος είναι επί τόπου αποτυπώσεις, που όμως είναι πολύ χρονοβόρες. Αλλες τεχνικές περιλαμβάνουν φωτομετρική δειγματοληψία και ψηφιοποίηση χαρτογραφικών εγγράφων.

Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ Παρεμβολή: Η διαδικασία αυτή παράγει υψομετρικά δεδομένα από σημεία από τα οποία δεν υπάρχει δείγμα (μέθοδος ΤΙΝ) Ερμηνεία: Η ψηφιακή μοντελοποίηση εδαφών περιλαμβάνει την ερμηνεία των πράξεων σε εδαφολογικά δεδομένα όπως αναθεώρηση, ομαλοποίηση, αποφυγή κάποιων λεπτομερειών και επέκταση. Ανάλυση προσέγγισης: Πολλές κλάσεις ανάλυσης προσέγγισης περιλαμβάνουν υπολογισμούς "ζωνών ενδιαφέροντος" γύρω από αντικείμενα, όπως ο προσδιορισμός μιας ζώνης προστασίας γύρα από ένα αυτοκίνητο σ' έναν αυτοκινητόδρομο. Οι αλγόριθμοι συντομότερης διαδρομής που χρησιμοποιούν 2D και 3D πληροφορίες αποτελούν μια σημαντική κλάση ανάλυσης προσέγγισης

Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ Επεξεργασία ψηφιοποιημένων εικόνων. (1) άλγεβρα χαρτών ενοποίηση γεωγραφικών χαρακτηριστικών σε διαφορετικά στρώματα του χάρτη για την παραγωγή νέων χαρτών αλγεβρικά, (2) ψηφιακή ανάλυση εικόνων, που έχει σχέση με την ανάλυση μιας ψηφιακής εικόνας για χαρακτηριστικά όπως ο εντοπισμός πλευρών και αντικειμένων·. Ένα παράδειγμα του τελευταίου αποτελεί ο εντοπισμός δρόμων στη δορυφορική εικόνα μιας πόλης. Ανάλυση διχτύων. Τα δίκτυα υπάρχουν στα ΓΣΠ σε πολλές μορφές που πρέπει να αναλυθούν και μπορεί να υποστούν τμηματοποίηση, επικάλυψη κοκ. Η επικάλυψη των δικτύων αναφέρεται σ' έναν τύπο χωρικής συνένωσης όπου ένα δοθέν δίκτυο -για παράδειγμα, ένα δίκτυο αυτοκινητόδρομων- συνενώνεται με μια σημειακή βάση δεδομένων -για παράδειγμα, θέσεις ατυχημάτων για να δώσει, στην περίπτωση αυτή, ένα προφίλ των ατυχημάτων σε δρόμους.

Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ Η λειτουργικότητα μιας βάσης δεδομένων ενός ΓΣΠ υπόκειται και σε άλλες μελέτες. Επεκτασιμότητα: Τα ΓΣΠ πρέπει να μπορούν να επεκταθούν για να υποστηρίξουν μια ποικιλία από συνεχώς εξελισσόμενες εφαρμογές και τους αντίστοιχους τύπους δεδομένων τους. Αν χρησιμοποιείται ένα τυπικό ΣΔΒΔ, πρέπει να υποστηρίζει έναν πυρήνα από τύπους δεδομένων με πρόβλεψη για τον ορισμό επιπλέον τύπων και μεθόδων γι' αυτά τα δεδομένα.

Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ Έλεγχος ποιότητας των δεδομένων. Όπως και σε πολλές άλλες εφαρμογές, η ποιότητα των πηγαίων δεδομένων είναι σημαντικής αξίας για την παροχή ακριβών αποτελεσμάτων στις επερωτήσεις. Το πρόβλημα αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στο πλαίσιο των ΓΣΠ λόγω της ποικιλίας των δεδομένων, των πηγών και των τεχνικών μέτρησης που εμπλέκονται καθώς και της απόλυτης ακρίβειας που αναμένουν οι χρήστες των εφαρμογών. .

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Συγκεκριμένες Πράξεις σε Δεδομένα ΓΣΠ Οπτική Αναπαράσταση: Μια σημαντική λειτουργία στα ΓΣΠ σχετίζεται με την οπτική αναπαράσταση -τη γραφική παρουσίαση των εδαφολογικών πληροφοριών και την κατάλληλη αναπαράσταση των γνωρισμάτων των εφαρμογών που τις συνοδεύουν. Οι σημαντικότερες τεχνικές οπτικής αναπαράστασης περιλαμβάνουν ισοϋψείς καμπύλες με χρήση ισογοαμμών, χωρικά τμήματα γραμμών η καμπυλών με ίδιες τιμές γνωρίσματος· φωτοσκίαση, μια μέθοδο φωτισμού που χρησιμοποιείται για ποσοτική ανάγλυφη απεικόνιση με χρήση μεταβαλλόμενης έντασης φωτός για τα επιμέρους τμήματα του εδαφολογικού μοντέλου· και προοπτική παρουσίαση, εικόνες τριών διαστάσεων των όψεων του εδαφολογικού μοντέλου που χρησιμοποιούν μεθόδους προοπτικής προβολής από τα γραφικά του υπολογιστή. Οι τεχνικές αυτές εκμεταλλεύονται τα χαρτογραφικά δεδομένα και άλλα αντικείμενα τριών διαστάσεων από τα εδαφολογικά δεδομένα παρέχοντας ζωηρή απόδοση σκηνών όπως αυτές στις προσομοιώσεις μαχών και τις ταινίες κινουμένων σχεδίων.

ARC-INFO ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Τα τυπικά ΣΣΔΒΔ ή τα ΑΣΔΒΔ δεν καλύπτουν τις ειδικές ανάγκες των ΓΣΠ. Επομένως είναι απαραίτητο να σχεδιασθούν συστήματα που να υποστηρίζουν τη διανυσματική και την ψηφιοποιημένη αναπαράσταση, τη χωρική λειτουργικότητα καθώς και τα απαραίτητα χαρακτηριστικά ΣΔΒΔ. Ένα δημοφιλές ΓΣΠ ονομάζεται ARC-INFO και το οποίο δεν είναι ΣΔΒΔ αλλά ενοποιεί τη λειτουργικότητα των ΣΣΔΒΔ στο INFO τμήμα του συστήματος,