facit

Facit till tentamen i kursen TNK046 GIS den 16/12 2005
Alla frågor kan ge 3 poäng, även halva poäng kan erhållas. Maximal poäng är 36. För betyg 3 (godkänd) krävs 18
poäng. Betyg 4 kräver 25 poäng. Betyg 5 kräver 31 poäng.
_____________________________________________________________________________
1. Ett GIS är ett informationsssystem som kan sägas bestå av fyra komponenter och som
innehåller verktyg för fem funktioner. Vilka är dessa komponenter och funktioner? Förklara
dem kortfattat!
Komponenterna är programvara, maskinvara, databaser och användare. Funktionerna är datafångst,
bearbetning, lagring, analys och presentation. (Dessa termer skulle också förklaras i ord).
2. Geometriska data, attributdata och topologi är begrepp som är kopplade till vektorstrukturen.
Förklara dem närmare!
Geometriska data beskriver objektens läge och/eller form och består i regel av xy-koordinater.
Attributdata beskriver objektens egenskaper, t ex en fastighets ägare och utgör text eller numeriska
data som lagras i tabeller. Topologin anger hur objekten är relaterade till varandra, t ex gränsar,
förbinder, etc. Topologin lagras i tabeller. De vanligaste typerna är yttopolgi och linjetopologi. Topologi
har inget med höjdskillnader att göra.
3. Beskriv skillnaden mellan rutnätsstruktur och bildstruktur. I vilka sammanhang eller för
vilket syfte används vardera typen i ett GIS?
Rasterstrukturen kan underindelas i ovannämnda begrepp där rutnätsstrukturen används i samband
med analyser (av t ex platser lämpliga för en viss aktivitet) och bildstrukturen används som
bakgrundskartor i GIS. Rutnätet är ett skikt som består av celler med en viss kod, flera skikt bildar en
databas. Bildstrukturern används för skannade kartor, flygbilder, m m.
4. De viktigaste metoderna för satellitpositionering bygger på absolut kodmätning respektive
relativ bärvågsmätning. Förklara utförligt hur respektive metod fungerar (2 p). Beskriv
kortfattat ett tillämpningsområde för vardera metoden (1 p).
Med absolut mätning menas lägesbestämning med endast en mottagare medan det krävs två
mottagare för relativ mätning. I det senare fallet skall den ena mottagaren finnas på en plats med
kända koordinater så att man kan mäta, beräkna och överföra atmosfärsfelen vid samma tillfälle som
man mäter vid den andra platsen. Det krävs i allmänhet också någon form av radioförbindelse mellan
platserna. Kodmätning utnyttjar GPS-systemets C/A-kod medan bärvågsmätningen använder
signalens bärvåg. Båda metoderna innebär att man mäter avståndet till fyra satelliter och med dess
hjälp gör en avskärning i rymden. Absolut kodmätning används för alla tillämpningar där
noggrannhetskravet är måttligt, t ex vid navigering och positionering av fordon och gods. Relativ
bärvågsmätning används huvudsakligen vid detaljmätning och annan mätning där noggrannhetskraven
är mycket höga (vid navigering av större fartyg används relativ kodmätning, DGPS, som ger cirka 2 m
noggranhet).
5. Man brukar skilja på fjärranalyssatelliter med polära och geostationära banor. Hur skiljer sig
banorna och vad är syftet med att använda olika banor? (1 p). Förklara skillnaden mellan
aktiv och passiv sensor och ge exempel (1 p). Varför sker vanligen registering i flera olika
kanaler vid fjärranalys ? ( 1p).
Det finns bara en geostationär bana och den går runt ekvatorn på 36 000 km höjd. En satellit där
roterar lika snabbt som jorden. Polära banor går på lägre höjder och passear över båda polerna eller i
närheten av dem. Syftet är i det förra fallet att bevaka ett visst område konstant medan man i det
senare fallet vill kunna täcka hela jordytan med större noggrannhet. – En aktiv sensor sänder en
strålning och tar emot reflexen, t ex radar eller laser. En passiv sensor mäter reflekterat solljus eller
utsänd värmestrålning från markytan. – Fjärranalysen bygger på att man känner igen och kan kartera
olika slags material genom dess reflektionsegenskaper i olika kanaler. Dessa egenskaper kallas
spektrala signaturer.
6. Överlagring (overlay-analys) är en analysmetod som i vektor-GIS kan utföras på i princip tre
olika sätt. Beskriv analysens syfte och den huvudsakliga arbetsgången samt de tre olika
varianterna, gärna med exempel (3 p).
Det övergripande syftet med överlagringen är att utföra en geografisk analys. Mera konkret syftar
operarationen till att kombinera data från två skikt, i vissa fall genom att skapa ett nytt skikt.
Överlagring görs ofta i flera steg som innebär parvis kombinationer av skikt. Alt 1. Överlagring mellan
två polygonskikt syftar till att avgränsa områden som fyller två kriterier. Dessa kan formuleras på olika
sätt m h a Boolesk algebra (och, eller, etc). Alt 2. Överlagring mellan ett linjeskikt och ett polygonskikt
syftar till att dela upp linjerna med hänsyn till polygonernas gränser och koda dem efter polygonens typ.
Alt 3 innebär att ett punktskikt överlagras med ett polygonskikt så att man kan bestämma vilken
polygon punkterna hör till.
7. Hur utförs överlagringsanalys i ett raster-GIS? (1 p). Beskriv ytterligare två analysmetoder
som man kan utföra i raster-GIS (2 p).
I ett raster-GIS är överlagring en s k cellvis operation där alla celler som uppfyller ett visst krav kan
sökas ut, data från mer än två skikt kan användas i samma operation. Denna utförs i ArcGIS med hjälp
av rasterkalkyltorn. Andra analysmetoder i raster-GIS är geometriska operationer, filteroperationer,
distansoperationer, m fl.
8. Redogör för olika metoder att visualisera statistik kopplad till punkter, linjer respektive ytor
med hjälp av ett GIS-program, t ex ArcMap. Ge exempel!
Statistik kopplad till punkter kan visas med hjälp av prickkartor. Prickarnas storlek kan varieras mht till
ett attributvärde. Data kopplade till platser, t ex temperaturmätningar kan också visas som isolinjer.
Med hjälp av flödeskartor visar man statistik kopplad till linjer, där bredden är proportionell mot
attributvärdet, t ex trafikmängden. Koropletkartor används för att visa data kopplade till ytor i form av
olika färger. Man kan även ha en symbol i ytan vars storlek är proportionell mot något attributvärde.
(Metoderna resulterar alltså i olika typer av kartor vars namn förväntades anges i svaret. Reducerad
poäng erhölls om namnen på kartorna utelämnades.)
9. GIS lämpar sig för att hantera data om befolkning (demografiska data). Beskriv hur sådana
data kan se ut i GIS-sammanhang och ge exempel på tillämpningar där befolkningsdata kan
användas.
Befolkningsdata som används i laborationerna och nämnts i föreläsningssammanhang är främst
uppgifter om antalet personer per nyckelkodsområde. Dessa områden bildar ett hierarkiskt system
med olika detaljeringsgrad. Data finns även att tillgå per fastighet och kommer så småningom att
finnas per bostadshus. En tredje form av data är kopplad till cellerna i ett grovt rutnät (t ex 250x250 m).
Dessa data används vid planering av infrastruktur och samhällsservice, beräkning av risknivåer, etc.
10. I Sverige används olika referenssystem i plan respektive höjd. Förklara skillnaden mellan de
olika systemen i tekniska termer (2 p, alternativt kan en bra beskrivning av en typ av system
ge en poäng). Vad är benämningarna på våra nationella system i plan resp höjd? (1 p).
Det aktuella referenssystemet i plan kallas RT90 vilket är en standard för lägesangivning med hjälp av
xy-koordinater. RT90 bygger på Gauss projektion, Bessels ellipsoid, en viss medelmeridian och en
viss placering av origio i ett koordinatsystem. Systemet består fysiskt av ett antal lägesbestämda
triangelpunkter som kan användas som utgångspunkt för inmätning av nya punkter. Referensystemet i höjd kallas RH70 och används för höjdangivelser via z-koordinater och anger
höjden över havet eller egentligen över havsytans förlängning under land, den sk geoiden. Systemet
består fysiskt av ett antal höjdbestämda fixpunkter jämt fördelade över landet (ett nytt system kallat
RH2000 är under införande).
11. En databasmodell kan karaktäriseras med hjälp av tre komponenter: datastruktur,
datamanipulering och dataintegritet. Beskriv relationsmodellen för databaser utifrån dessa
komponenter? (3 p)
Datastrukturen beskriver hur data organiseras, hur data hänger ihop osv. I relationsmodellen som
exempel struktureras data i tabeller kopplade till varandra. – Med datamanipulering kan man påverka
användardata,ändra, ta bort och lägga till, etc. I samband med realationsdatabaser används SQL för
att påverka data. – Dataintegritet handlar om datakvalitet egentligen. Integritetsregler förhindrar att
felaktiga data uppkommer.
12. Databas, DBMS och databasspråk är tre begrepp som hänger ihop. Förklara begreppen, gärna
med hjälp av exempel som du känner till. (3 p).
En databas är en välorganiserad samling av data som mankan komma åt på något sätt. Den ska fylla
ett informationsbehov. – DBMS (databashanterare) är en programvara för att hantera databasen, med
vars hjälp man kan skapa underhålla och kontrollera åtkomsten av data. – DBMS innehåller
databasspråk. Med språket kan man definiera data (bestämma strukturen), manipulera data och ha
kontroll över databasen (rättigheter, etc).