Innehållsförteckning
2.3 Sökning och urval ................................... 38
Kapitel 1
Introduktion till geografisk
informationsbehandling
Lars Harrie och Lars Eklundh
1.1 Inledning ................................................ 14
1.2 Tillämpningar inom geografisk
informationsbehandling ......................... 15
1.2.1 Användning av geografisk informationsbehandling ...............................................15
1.2.2 Tillämpningsområden för geografisk
informationsbehandling ...........................15
1.2.3 Värdet av geografisk informationsbehandling ...............................................16
2.3.1 Sökning i attributdata ...............................38
2.3.2 Sökning i geometriska data .......................39
2.3.3 Kombinerad sökning ................................39
2.4 Analys ..................................................... 41
2.4.1 Lokalisering ..............................................41
2.4.2 Nätverksanalys och positioneringstjänster......................................................42
2.4.3 Analys av rumsliga förhållanden och
processer...................................................44
2.4.4 Analys av dynamiska rumsliga processer....46
2.5 Geografisk informationsbehandling
som stöd i en organisation ...................... 48
2.6 Lästips ..................................................... 50
1.3 Geografiska data...................................... 17
1.3.1 Konceptuella modeller av verkligheten ......17
1.3.2 Egenskaper hos geografiska data ...............20
1.3.3 Terminologi..............................................21
1.4 Programvaror för geografisk
informationsbehandling .......................... 22
1.4.1 GIS-program ............................................22
1.4.2 Andra programvaror inom geografisk informationsbehandling ...................................23
1.5 Geografisk informationsbehandling
– igår och idag ......................................... 24
1.6 Bokens struktur ...................................... 25
1.6.1 Läsanvisningar ..........................................25
1.7 Lästips ..................................................... 26
Kapitel 2
Användning av geografiska data
Karin Larsson, Lennart Olsson, Fredrik Ekelund
och Björn Lahti
2.1 Inledning ................................................ 28
2.2 Visualisering ........................................... 28
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
8
Visualisering i kartor.................................28
Visualisering av statistiska data .................31
Visualisering av punktbaserad information...34
Visualisering av kontinuerliga data............34
Visualisering av kartor och bilder
– geometrisk anpassning ...........................36
Kapitel 3
Infrastruktur för geografiska data
Ewa Rannestig och Ulf Sandgren
3.1 Inledning ................................................ 52
3.2 Det institutionella ramverket .................. 53
3.2.1 Geodataråd, Geodatastrategi, och
Lantmäteriets samordningsroll..................53
3.2.2 Upphovsrätt och licensfrågor ....................54
3.2.3 Integritet och säkerhet vid behandling
av data ......................................................55
3.2.4 Finansiering och prissättning ....................55
3.3 Standarder, specifikationer och riktlinjer.. 56
3.3.1 Vad är en standard? ...................................56
3.3.2 Behovet av standarder för geografisk
information ..............................................56
3.3.3 Organisation av standardiseringsarbetet ....56
3.3.4 Exempel av standarder för geografisk
informationsbehandling ...........................57
3.4 Grundläggande geografiska data ............. 58
3.4.1 Viktiga svenska geografiska data................58
3.4.2 Exempel på globala och europeiska
geografiska data ........................................59
3.4.3 Geodetiska referenssystem ........................61
3.5 Teknisk infrastruktur .............................. 61
3.5.1 Metadata ..................................................61
3.5.2 Geodataportaler........................................62
Innehållsförteckning
3.6 Forskning, utveckling och utbildning ..... 63
3.7 EG-direktivet Inspire............................... 63
3.7.1 Syfte och omfattning ................................64
3.7.2 Huvudområden ........................................64
3.8 GMES och GEO...................................... 65
3.9 Lästips ..................................................... 66
Insamling av geografiska data
Dan Klang och Jonas Ågren
5.1 Inledning ................................................ 90
5.2 Geodetisk datainsamling ......................... 90
5.2.1 Traditionella geodetiska metoder ..............90
5.2.2 Positionsbestämning med GNSS ..............94
Kapitel 4
Referenssystem och kartprojektioner
Jonas Ågren och Hans Hauska
4.1 Inledning ................................................ 68
4.2 Att ange ett läge på jorden ....................... 68
4.3 Koordinater och koordinatsystem............ 69
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
Kapitel 5
Tredimensionella kartesiska koordinater ...69
Jordellipsoiden och geodetiska koordinater ..70
Plana koordinater .....................................72
Geoidhöjd och höjd över havet .................73
4.4 Geodetiska referenssystem....................... 74
4.4.1 Globalt anpassade tredimensionella
referenssystem. .........................................74
4.4.2 Höjdsystem ..............................................76
4.4.3 Geoidmodeller .........................................77
4.4.4 Regionalt anpassade tvådimensionella
referenssystem ..........................................78
4.4.5 Kommunala referenssystem ......................79
4.5 Kartprojektioner ..................................... 80
4.5.1 Principiell uppbyggnad av
kartprojektioner .......................................80
4.5.2 Några vanliga kartprojektioner .................82
4.5.3 Kartprojektioner i Sverige .........................83
4.6 Koordinattransformationer ..................... 84
4.6.1 Tredimensionell likformighetstransformation..........................................85
4.6.2 Direktprojektion ......................................85
4.7 Lästips ..................................................... 87
5.3 Introduktion till fjärranalys och
fotogrammetri ......................................... 100
5.3.1 Fjärranalys ..............................................100
5.3.2 Fotogrammetri .......................................104
5.3.3 Aktiva sensorer .......................................106
5.4 Datainsamling med fotogrammetri
och fjärranalys ....................................... 109
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
Planering ................................................109
Georeferering .........................................109
Bearbetning ............................................110
Analys ....................................................113
5.5 Lästips ................................................... 115
Kapitel 6
Rumsliga datastrukturer
Lars Eklundh och Petter Pilesjö
6.1 Inledning .............................................. 118
6.2 Lagring av tal och text i datorn ............. 118
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.2.4
Binär lagring av data ...............................118
Lagring av heltal .....................................119
Lagring av decimaltal ..............................119
Lagring av text ........................................120
6.3 Vektorstrukturen ................................... 121
6.3.1 Punkter ..................................................121
6.3.2 Linjer .....................................................121
6.3.3 Ytor ........................................................125
6.4 Rasterstrukturen ................................... 127
6.4.1 Representation av geometriska objekt
i rasterstrukturen ....................................129
6.4.2 Representation av kontinuerliga ytor ......130
6.4.3 Lagring av rasterdata ...............................130
6.5 Lagring av höjddata .............................. 131
6.5.1 Höjddata i vektorform ............................132
9
Innehållsförteckning
6.5.2 Höjddata i rasterform .............................133
6.6 Datastrukturer för 3D ........................... 133
6.7 Att välja datastruktur ............................ 134
6.8 Konvertering mellan vektor- och
rasterstrukturerna ................................. 136
6.9 Lästips ................................................... 137
Kapitel 7
Lagring av geografiska data
Lars Harrie och Per Svensson
7.1 Inledning .............................................. 140
7.2 Grundläggande databasteknik .............. 140
7.2.1 Lagring av data ......................................140
7.2.2 Lagring i filer och i databaser ..................142
7.2.3 Relationsdatabas ....................................144
7.3 Hybrida lagringssystem ........................ 146
7.3.1 GIS-program med hybrid
lagringsstruktur ......................................146
7.3.2 Filsystem i det hybrida lagringssystemet ...148
7.4 Integrerade lagringssystem ................... 148
7.4.1 Objektorienterade databaser ..................149
7.4.2 Objektrelationella och spatiala databaser ..150
7.4.3 Interoperabilitet för spatiala databaser ....150
7.5 Distribuerade lagringssystem och
karttjänster ................................................ 152
7.5.1 Klient-server modell ...............................152
7.5.2 Att skapa en karttjänst ............................154
7.5.3 Standardiserade karttjänster ....................155
7.6 Informationsmodellering ...................... 157
7.6.1 Modelleringsspråket UML......................157
7.7 Lästips ................................................... 159
Kapitel 8
Bearbetning av geografiska data
Lars Eklundh och Lars Harrie
8.1 Inledning .............................................. 162
8.2 Digitalisering och skanning .................. 163
8.2.1 Digitalisering .........................................163
8.2.2 Skanning ................................................164
8.3 Georeferering ........................................ 165
8.3.1
8.3.2
8.3.3
8.3.4
Typer av transformationer ......................165
Val av passpunkter ..................................167
Val av transformationstyp .......................168
Matematisk bakgrund till
transformationerna ................................169
8.4 Interpolation ......................................... 171
8.4.1
8.4.2
8.4.3
8.4.4
8.4.5
8.4.6
8.4.7
8.4.8
8.4.9
Linjär interpolation mellan två punkter ..171
Interpolation av ytor ..............................172
Interpolation med trendytor ...................173
Avståndsviktad medelvärdesinterpolation ..174
Närmaste-granne interpolation ...............175
Spline-interpolation ...............................176
Geostatistik och kriging ..........................176
Rumslig prediktion med stödvariabler ....179
Jämförelse mellan olika interpolationsmetoder ..................................................180
8.5 Lästips ................................................... 181
Kapitel 9
Analys av geografiska data
Petter Pilesjö och Lars Eklundh
9.1 Inledning .............................................. 184
9.2 Sökning i geografiska data .................... 185
9.3 Geometriska operationer på vektordata .. 186
9.3.1 Beräkning av avstånd ..............................186
9.3.2 Beräkning av linjelängd .........................187
9.3.3 Beräkning av polygonarea och
polygonens tyngdpunkt ..........................188
9.3.4 Avstånd mellan geometriska objekt .........189
9.3.5 Korsningen mellan linjer ........................189
9.3.6 Punkt i polygon ......................................191
9.3.7 Buffertzoner ...........................................191
10
Innehållsförteckning
9.4 Överlagring av vektordata .................... 192
9.4.1
9.4.2
9.4.3
9.4.4
Introduktion .......................................192
Överlagring av punkter på polygoner ...193
Överlagring av linjer på polygoner .......193
Överlagring av polygoner på
polygoner ............................................194
9.5 Anpassning av vektordata .................... 196
9.5.1 Sammanslagning .................................196
9.5.2 Klippning och uppdatering .................196
9.5.3 Polygonsammanslagning och
eliminering..........................................197
9.5.4 Kantpassning ......................................197
9.6 Analys av nätverk ................................. 197
9.6.1 Kortaste vägen i ett nätverk .................198
9.7 Analys av rasterdata ............................. 200
9.7.1 Grundläggande geometriska
rasteroperationer .................................200
9.7.2 Cellvisa operationer.............................202
9.7.3 Ytbaserade operationer ........................206
9.7.4 Filteroperationer .................................207
9.7.5 Friktionsytor .......................................208
9.7.6 Anpassning av raster ............................210
9.8 Analys av höjddata............................... 211
9.8.1
9.8.2
9.8.3
9.8.4
9.8.5
9.8.6
9.8.7
Sluttningslutning ................................211
Sluttningsriktning ...............................212
Hydrologiska tillämpningar.................213
Brutenhet och relativ relief ..................215
Siktlinjer och siktfält ...........................215
Solinstrålning och terrängskuggning....216
Terrängformer .....................................216
9.9 Rumslig fördelning och
geometrisk form .................................. 217
9.9.1
9.9.2
9.9.3
9.9.4
Statistik för punkter ............................217
Statistik för linjer.................................218
Statistik för polygoner .........................219
Statistik för rasterytor ..........................221
9.13 Ett praktiskt exempel på analys
med GIS .............................................. 230
9.13.1 Definition av uppgiften .......................230
9.13.2 Data samt generell lösning av
uppgiften ............................................231
9.13.3 Genomgång av arbetsstegen ................232
9.13.4 Diskussion ..........................................234
9.14 Lästips ................................................ 235
Kapitel 10
Kvalitetsaspekter
Christina Wasström, Gunhild Lönnberg
Lars Harrie
10.1 Inledning ............................................. 238
10.2 Kvalitet på geografiska data ................. 239
10.2.1 Standarder för kvalitet .........................240
10.2.2 Kvalitetsteman och kvalitetsparametrar ..........................................240
10.2.3 Stickprovsteknik..................................242
10.2.4 Metoder för kvalitetsutvärdering .........242
10.2.5 Redovisning av kvalitet av en
datamängd ..........................................248
10.3 Felfortplantning .................................. 249
10.3.1 Analytisk bestämning av
felfortplantningen ...............................249
10.3.2 Stokastisk simulering av
felfortplantning ...................................251
10.4 Brister i modellen ................................ 252
10.4.1 Brister i representationen hos
geografiska data ...................................252
10.4.2 Brister i modellering av det
geografiska fenomenet .........................253
10.5 Exempel på kvalitetsanalys .................. 253
10.6 Lästips ................................................. 255
9.10 Geografisk analys genom
kombination av olika dataskikt ........... 222
9.10.1 Analys av attributen ............................222
9.10.2 Förändringsstudier ..............................222
9.10.3 Lokalisering ........................................222
9.11 Oskarp logik ....................................... 227
9.12 Modellering och uppskalning ............. 229
11
Innehållsförteckning
Kapitel 11
Kartografi
Wolter Arnberg och Bengt Rystedt
11.1 Inledning ........................................... 258
11.2 De kartografiska processerna ............. 258
11.2.1 Den kartografiska
kommunikationsprocessen ...............258
11.2.2 Den kartografiska ..................................
produktionsprocessen.......................259
11.2.3 Begreppen skala och ritmanér ...........259
11.2.4 Kartografiska konventioner ..............260
11.2.5 Den kartografiska design-processen ...261
11.2.6 Olika typer av kartor ........................262
11.3 Att skapa topografiska kartor............. 264
11.3.1
11.3.2
11.3.3
11.3.4
Urval ................................................264
Klassificering ....................................264
Generalisering .................................265
Symbolisering ..................................268
11.4 Att skapa tematiska kartor ................. 268
11.4.1
11.4.2
11.4.3
11.4.4
Inledning .........................................268
Olika typer av tematiska kartor .........269
Exempel på tillämpningar.................271
Gruppering och klassindelning ........272
11.5 Symbolisering, mätskalor och
visuell hierarki ................................... 274
11.5.1 Symbolisering och mätskalor ...........274
11.5.2 Sammanhang i kartan
– visuell hierarki ...............................274
11.6 Färg .................................................. 276
11.6.1 RGB – additiv färg ..........................277
11.6.2 CMYK – subtraktiv färg ..................277
11.6.3 Färghantering i datorn .....................277
11.7
11.8
11.9
11.10
11.11
Kartans upplösning ........................... 279
Webbteknik och hypermedia ............. 280
Animering .......................................... 280
Mobila och adaptiva kartor................ 281
Lästips ............................................... 282
Referenser ...........................................284
Sakordsregister ................................291
12
