Studiedag Geografische Informatiesystemen
Op 28 september 1989 werd door de Nederlandse Federatie voor
Aardobservatie en Geo-informatie op succesvolle wijze een studie
dag over Geo(grafische) Informatiesystemen (GIS) georganiseerd.
In het ochtendprogramma werd door een viertal deskundigen o.a.
ingegaan op gegevensstructuren, implementatie en toepassing. In
de aangrenzende tentoonstellingsruimte werden tien bedrijven in
de gelegenheid gesteld hun diensten en produkten te demonstre
ren. Het middagprogramma was zodanig ingedeeld, dat de ver
schillende standhouders ieder een korte presentatie konden hou
den over hun GIS en GIS-concepten. De volgende systemen
werden gepresenteerd: GEOPS, INFOCAM, ILWIS, SICAD,
SYSTEM-9, DELTAMAP, GRASS, TIGRIS, CARIS en ARC-INFO.
De studiedag werd geopend door prof. dr. ir. M. Molenaar van de
Landbouw Universiteit Wageningen met een lezing over „Vector-
gestructureerd GIS".
Omdat in het septembernummer van NGT Geodesia over dit
onderwerp een uitvoerige en overzichtelijke uiteenzetting is gege
ven, worden hier slechts enkele specifieke aspecten benadrukt.
Uitgangspunt bij de bouw van een GIS is, dat de werkelijkheid (re-
ele) c.q. beschouwingswereld door een „model" wordt vervangen.
Dit model bestaat uit een verzameling gestructureerde parameters
die vooraf zijn gedefinieerd en gegevens met een specifieke waar
de (bijvoorbeeld tijdafhankelijke waarnemingen). Processen die
betrekking hebben op geo-informatie moeten worden geanaly
seerd en vertaald op grond van het „model" en de wijze waarop
dit is beschreven. Het vertalen van processen wordt „formalise
ren" genoemd en het beschrijven van een model „parametrise-
ren". Een dergelijke omgeving voor een GIS is hieronder schema
tisch weergegeven.
lGRAMMAR
INFORMATION-
PROCESSING
DATABASE
Relatie tussen omgeving en GIS.
De geometrische beschrijving wordt wiskundig afgeleid door
gebruik te maken van de grafentheorie. Deze theorie geeft inzicht
in de onderlinge verbondenheid van punten. Door toevoeging van
positionele gegevens aan de grafenstructuur ontstaat een geo
metrisch correcte beschrijving die ook grafisch zichtbaar kan wor
den gemaakt. Met name de grafische presentatie geeft de gebrui
ker een duidelijk beeld van de ruimtelijke relatie tussen verschillen
de objecten.
Opmerkelijk is, dat in de afgeleide structuur wordt uitgegaan van
het principe dat een graaf niet mag worden doorsneden. Dit princi
pe, wanneer streng toegepast op objecten, lijkt enigszins afbreuk
te doen aan de correctheid van de object-geometrie. Een dergelijke
situatie doet zich met name voor bij bruggen en viaducten die een
weg of waterloop overspannen. In het tweedimensionale vlak ont
staat alleen een snijpunt door projectie en niet doordat de objecten
elkaar feitelijk snijden c.q. begrenzen.
Afspraken rondom de modelparameters (o.a. projectie in twee
dimensionaal vlak) worden gemaakt bij het vaststellen van het doel
en de functionaliteit van het informatiesysteem. In een ontwikke
lingstraject is het vaststellen van het gewenste doel een primaire
handeling, omdat dit leidt tot het definiëren van de te beschouwen
objecten en de bijbehorende geometrie en definities van de te
registreren gegevens (bijvoorbeeld: een stad wordt als puntobject
of als vlakobject vastgelegd). Dergelijke definities worden meestal
opgeslagen in een objectcatalogus en een gegevenswoordenboek
(datadictionary).
Na vaststelling van het doel en de functionaliteit zal de bevragings-
ruimte (wat voor vragen worden gesteld, variërend in aard, com
plexiteit en omvattendheid) mede bepalend zijn voor een defini
tieve gegevensstructuur. Analyse van de bevragingsruimte kan
o.a. leiden tot het definiëren van samengestelde objecttypen
superklassen). Een voorbeeld hiervan is het beschouwen van
het object „rivier" en het object „meer" als een logische eenheid.
Prof. Molenaar sloot zijn betoog met de opmerking dat de imple
mentatie van de door hem gepresenteerde gegevensstructuur nog
nader onderzoek verdient. Hierbij wordt met name gewerkt aan de
implementatie in operationele gegevensbankstructuren (hiërar
chisch, netwerk, relationeel en afgeleide vormen).
Al met al gaf prof. Molenaar een beknopte en verhelderende inlei
ding, waarbij het accent vooral lag op een objectgerichte infor
matie- en gegevensanalyse.
In de daaropvolgende voordracht gaf prof. dr. P. A. Burrough van
de Rijksuniversiteit Utrecht een krachtig pleidooi voor „Raster-
gestructureerd GIS". In de keuze voor een bepaalde gegevens
structuur legt prof. Burrough met name de nadruk op de eenvoud
en kracht van de structuur zelf. Daarbij heeft de gekozen raster-
structuur geen directe c.q. logische binding met het te beschou
wen object.
De rasterstructuur kenmerkt zich door de eenvoudige structuur en
de wijze van verwerking (algoritmen). Kenmerkend is echter de
hoeveelheid redundantie die ontstaat en de inspanning die moet
worden verricht om dit effect en de nadelige gevolgen hiervan (o.a.
lange responstijden) te minimaliseren. Overigens zijn de algorit
men voor optimalisatie, in tegenstelling tot die ten behoeve van
verwerkingsprocessen, vaak complex. Prof. Burrough leek dan ook
naar een reden te zoeken om dit bekende, vaak als nadelig be
schouwde, verschijnsel te ontkrachten.
Het mag duidelijk zijn, dat er zonder meer ook voordelen aan een
rastergestructureerd GIS zijn verbonden. Met een uitgebreid scala
van toepassingen werd dit toegelicht.
Doordat rasterstructuren o.a. ook worden toegepast in beeldver
werkingssystemen en daardoor veel standaardbeeldmanipulatie-
functies bevatten, zijn de grafische presentatiemogelijkheden opti
maal.
Kort samengevat lijken de voordelen zich met name te concentre
ren in de beschouwing en analyse van grotere oppervlakten, inter
pretatie en presentatie. Het eerste aspect wordt geïllustreerd door
de veelvuldige toepassing van scannersystemen (o.a. de SPOT- en
LANDSAT-satellieten). Uiteraard beperkt zich dit niet tot satellie
ten, maar worden ook vliegtuigen, „ultra lights" en CCD-camera's
ingezet, waarbij zowel radargolven als golflengten uit het zichtbare
licht worden gebruikt om een object af te tasten en spectrale ken
merken daarvan vast te leggen. Een duidelijk voordeel is, dat een
beschikbaar rasterbeeld op beeldelementniveau kan worden ver
geleken met het „gescande" patroon. Hiervoor is, in tegenstelling
tot vectorgestructureerde systemen, geen raster-vectorconversie
noodzakelijk.
Bij het vergelijken van beeldelementinformatie doet zich het pro
bleem voor, dat het vastleggen van eigenschappen aan beeldele
menten dient te worden getoetst en zo mogelijk uitgebreid aan de
hand van terrestrisch veldwerk. De additionele kenmerken worden,
na verwerking, toegekend aan het desbetreffende beeldelement.
Omdat het veldwerk plaatsgebonden is en er wordt uitgegaan van
een zekere uitstraling van het geconstateerde effect in de nabije
omgeving, zijn veronderstellingen noodzakelijk. Doordat in prin
cipe aan elk beeldelement specifieke eigenschappen kunnen wor
den toegekend, is analyse van bijvoorbeeld toestandsveranderin
gen eenvoudig. Echter de bijhouding en de opslag hiervan zijn
door de hoeveelheid gegevens bijzonder complex. Bepalend hier
bij is het vaststellen van een kleinste ruimtelijke eenheid, waaruit
objecten zijn opgebouwd en die voor het doel geschikt is (bijvoor
beeld: 1 beeldelement komt overeen met 1 vierkante meter van het
terreinoppervlak).
Het ontbreken van een logisch (object)niveau kan tegenwoordig
worden opgelost door speciale coderingen, gecombineerd met
beeldoptimalisatie (i.e. redundantievermindering).
Waarom de rasterverwerking binnen de landmeetkunde nog maar
op beperkte schaal wordt toegepast, is verklaarbaar. Veel gege
vens worden vanwege de gewenste nauwkeurigheid en inwin-
ningssystemen als vectorinformatie verzameld (bijvoorbeeld een
tachymetrische opname met lijncodering), waarna objecten als een
ENVIRONMEN
534
NGT GEODESIA 89-11
