Forelesning 1. Hva er GIS? PDF

Hva er GIS? Gunnar Tenge, 6.9.05, oppdatert noe 11.9.11 og 2013 og 2023.. GIS er en forkortelse for Geografiske Informasjonssystemer (Geograhical Information Systems på engelsk) og de første GIS ble utviklet tidlig på 60-tallet. Dette var egentlig bare noen smarte data-baserte programmer som noen f...

Hva er GIS? Gunnar Tenge, 6.9.05, oppdatert noe 11.9.11 og 2013 og 2023.. GIS er en forkortelse for Geografiske Informasjonssystemer (Geograhical Information Systems på engelsk) og de første GIS ble utviklet tidlig på 60-tallet. Dette var egentlig bare noen smarte data-baserte programmer som noen få utvalgte fikk nytte av. Først for ca. 30 år siden, ca. 1990, begynte GIS å få noen samfunnsmessig betydning og ordet ”GIS” snek seg inn i språket. I dag er det et viktig studieområde på universitetsnivå og det er en av de raskest voksende delene av IT-industrien og blitt en viktig del (den viktigste delen!) av IT- infrastrukturen til informasjonssamfunnet. Forkortelsen GIS består av G og IS. IS står for informasjonssystemer som er edb-baserte og som på en eller måte kan sette sammen data til informasjon, typisk kobler data fra forkjellige datakilder og viser det frem på en god måte. G’en markerer den geografiske dimensjonen i et GIS. Den geografiske dimensjonen er det spesielle med et GIS. Et GIS inneholder geografiske data også kalt romlige data eller stedfestede data. I et GIS ligger det lagret steder/koordinater som på en aller annen måte kan settes sammen og presenteres som informasjon om disse stedene. Etter de siste tiårets omfattende arbeid med å bygge opp en geografisk infrastruktur i Norge, tar vi nå ut store gevinstene i nær sagt allslags saksbehandling som har med stedfestet informasjon å gjøre, dette gjelder både effektivisering og kvalitet. Mot et informasjonssystem må man formulere spørsmål gjennom et brukergrensesnitt på datamaskinene. Mot et GIS kan man stille spørsmål av typen: - Hvor ligger bensinstasjonene i nærheten Ås? - Hvor stort areal ligger innenfor en støysone rundt Gardermoen? Hvem blir berørt av dette - Finn korteste vei mellom A og B - Er den noen sammenheng mellom sykdomsutbrudd og kjøletårn? - Har disse kadaverfunnene et tilfeldig mønster eller ikke? - Ligger det noen kulturminner, kvikkleireforekomster, rødlistearter innenfor et område noen vil bruke til bolig- eller næringsområder? For å kunne stole på svarene man får fra et GIS må man ha tilgang til gode geodata som består av følgende tre elementer: - Hvor – sted, geometrisk beskrivelse av fenomenet - Hva - egenskaper til stedene - Når – ble observasjonen gjort GIS definisjoner Det har vært gjort mange gode forsøk på å skrive greie definisjoner på hva GIS er. Her er noen: ”Kart på data og alt det der.” Fritt fra den engelske historien som ”1066 and all that” ”Stedfestede informasjonssystemer” 1 ”Et system for innlegging, lagring, bearbeiding/analyse av stedfestet informasjon som må virke i en organisasjon og som må ha gode digitale kart i basen.” En av de mest anerkjente definisjonene ble skrevet av et trettitalls spesialister i 1989. (Hentet fra N. Chrisman, Exploring Geograhical Information Systems, 2002, s. 12). “A system of hardware, software, data, people, organizations and institutional arrangements for collecting, storing, analyzing and disseminating information about areas of the earth.” Ordet GIS har senere gått inn i dagligtalen og favner nå det meste som har med koblingen geografisk informasjon og IT. Det favner alt fra hele fagfeltet til kun programvaren. Fra kartfag til GIS I en lengre GIS-utdanning inngår også de tradisjonelle kartfagene; landmåling, geodesi, fotogrammetri, etc. Hvordan samle inn kartdata, hvordan måle med teodolitt og GNSS- systemer, nøyaktigheten til satellitter, referansesystemer, jordas form, etc. 1570, Abraham Ortelius 1794, L.S. Delarochette, London Veldig forenklet kan man si at landmålerne hadde klart å måle opp landet på slutten av syttenhundretallet samtidig som de hadde fått rimelig klarhet i dette med forskjellige projeksjoner/koordinatsystemer. De kjente projeksjonen og proporsjonene var riktige, som igjen gjør at man for eksempel kan utføre arealberegninger direkte på kartet. I resten av artikkelen går jeg stort sett ut fra at geodata er samlet inn på en god måte, digitalisert og lagret i kjente referansesystemer. På en måte kan man si at det er her kartfag slutter og GIS starter. 2 GIS ca. 1970 Dette er et GIS uten bruk av datamaskiner. Men like fullt kunne man spørre spørsmål av typen: ”Finn alle ulvehabitater i Norge, hvem blir berørt av dette, hvor stort areal er det og presenter det på en oversiktlig måte”. Det inngikk kompetente medarbeidere og ledere med kart- og annen fagbakgrunn, de forholdt seg til bl.a. åndsverksloven som gjelder for kart. Tilleggsinformasjon lå lagret i bøker og mapper i bokhyller og skap og gjerne egne biblioteker. Kartene lå i kartskap, som gjerne fylte hele rom og som også gjerne fylte hele etasjer. Flybilder fantes og ble forvaltet på samme måte som kart. Tok stor plass og var lagret i kartotekskap for formålet. Det fantes en del verktøy å bruke på kartene. Verktøy er ”tools” på engelsk og dette var da såkalte ”hardware tools”; saks, linjal, blyant, fargestifter, kniv, prikkteller, rullelengdemåler, planimeter og kartbord og lysbord (til å legge kartfolier oppå hverandre for enkle overlayteknikker). I tillegg var det skrivemaskin, telefon og post på arbeidsplassene. GIS ca. 1990 Her har vi et tidlig GIS hvor datamaskiner og programvare er innført. Organisatorisk er det et par poenger med denne tegningen. Det viser seg at et at de viktigste suksesskriteriene ved innføring av noe nytt er at sjefen er positiv. Det har også vist seg at det er en stor fordel å ansette noen som bare driver med IT-drift og gjerne GIS-drift. Ellers ser man at noen er positive til noe nytt og noen er det ikke. Nye profesjoner (IT/GIS) møter de mer etablerte profesjonene. Åndsverksloven gjelder fremdeles, men i tillegg må det tas hensyn til personvernloven og det innføres nye begreper som markedsrett og bruksrett på digitale kart. Fagbøker finnes fremdeles og bokhyllen/rommet med brukermanualer dukket opp. 3 En stor jobb i denne perioden (1990-2000) er å digitalisere papirkartene og legge dem på harddisken som filer. Disse tar mindre plass enn kart og er lettere å hente frem. Flybilder blir også lagret digitalt etter hvert. Perioden var preget av lite struktur i dataene. Hardwaretools’ene fra forrige tegning er erstattet med softwaretools i GIS-programvaren. Litt forenklet er saksen erstattet med clip, blyant med musa i editmodus, viskelær med delete- knapp, fargestifter med en eller annen form for velg-farge-tool, prikkteller/planimeter med beregn-areal-funksjon (en kvantesprang!), linjal med beregn-lengde-funksjon, kartbord med skjermen og lysbord med flere forskjellige koble-kart-sammen funksjoner (gjerne kalt overlay). Perioden var preget av mange konkurrerende programvareløsninger og lite standarder. I tillegg ble skrivemaskinen erstattet av PC’en med tekstbehandling, e-posten kom og telefonen besto. GIS ca. 2005 (2013) (2023..) Endelig er GIS-infrastrukturen på plass og nytteverdier kan hentes ut. I organisasjonene er menneskene like viktige. Bedriftene som henger med er kunnskapsbedrifter. Det omorganiseres hele tiden og det jobbes i prosjekter og team. Sjefen er mer en som tilrettelegger arbeidet for ekspertene enn en som sitter på toppen og kan mest. En typisk arbeidsdag for en typisk ansatt i en slik bedrift er gjerne å produsere noe i et 2024 prosjekt før lunsj for så å utvikle noe i et annet Mer og mer i skyen/«cloud’en» prosjekt etter lunsj. Når det gjelder lagring av digitale kart, har det skjedd mye. Det siste 10-årenes viktigste jobb har vært å bygge standardiserte geodatabaser. Gode geodatabaser sammen med den generelle fremveksten av IT-infrastruktur (Internett og IT-standarder etc.) kalles gjerne en geografisk infrastruktur. Bygging av en Nasjonal Geografisk Infrastruktur er helt klart periodens viktigste oppgave. Det er skrevet en stortingsproposisjon om dette som er i ferd med å slå inn hos politikere (selv om det gjerne snakkes mer om sykehjem, skole og bensinpriser og strømpriser). Når man klarte å kartlegge Norge i M1:5000 (ØK-kart), med statlige midler fra ca. 1960-1985 (et vanvittig stort prosjekt) så burde det være mulig å finansiere en Nasjonal Geografisk Infrastruktur nå. Men finansieringen av den Nasjonale Geografiske Infrastrukturen oppleves som en snodig blanding av statlig finansiering, spleiselag mellom store statlige og private aktører og en uklar prispolitikk ut mot privatmarkedet. Det siste er en påstand som får stå for min regning. (red. i 2011 er dette klart ryddigere og i 2013 enda ryddigere og i 2023 enda ryddigere). GIS har blitt en del av mainstream IT. Grensesnittene i programvaren blir standardisert. GIS bygges nå med velprøvde systemutviklingsmetoder, Software engineering*. Geodata lagres i 4 standardiserte databaser som henger sammen med andre databaser i bedriften og andre bedrifters databaser. Dette gjør at bedrifter og menigmann kan se på og hente geodata fra de samme databasene. Ideen er at geodata skal forvaltes av noen få store aktører, gjerne statlige, og gjøres tilgjengelig for alle. Det har kommet til mange nye brukergrupper; som hjemme-pc-brukeren, bilister, mobiltelefonbrukere etc. Det stiller nye krav til leverandørene og kartografien som fag har fått en renessanse. Det eneste minuset med denne perioden er at fokuset på infrastruktur, med forkjellige former for enkle lagringsformater av geometrien og forskjellige former for lette innsynsverktøy, har gjort at teknikkene og verktøy for geodatamanipulering og analyse har kommer noe i bakleksa. (2023: Vel, dette er ikke noe problem lenger. Det var helt nødvendig å fokusere på masseinnlegging av kartdata og bygging av infrastruktur i mange år, men nå undervises i det i analyseteknikker og geodata analyseres på mange forskjellige måter for å få ut god og nyttig informasjon) Hva er GIS-programvare? Det er utviklet mange forskjellige programmer for å håndtere geografiske data. Noen er spesiallaget for å legge inn geografiske data og blir ofte kalt digitaliseringsverktøy og digitale kartkonstruksjonsverktøy og landmålingsverktøy. Andre er spesiallaget for å se på geografiske data - ofte kalt noe med ”view” eller ”innsyn”. Man kan også se på geodata i såkalte lette view’ere i internettbrowsere. De fleste av dere vil faktisk i jobbene dere får, bare se på kartdata gjennom internettbrowserene deres, f.eks.Crome eller Edge. Ingen av disse kaller jeg GIS-programvare. Det som kjennetegner GIS-programvare er muligheten til særlig å kunne koble geodata for å få ut mer informasjon. Tidlig på 90-tallet sa vi at ”hadde programvaren koble-kommandoen (overlay) så var det et GIS - hvis ikke så var det digitalt kartverktøy”. I årene med stort fokus på infrastruktur ble dette lagt litt til siden (90-tallet+). De siste 10-20 årene dette blitt aktualisert igjen i og med at gode geodata er tilgjengelig og brukerne ønsker å koble disse sammen på forskjellige måter for å få ut mer informasjon. 2023.. : Et GIS-program er fremdeles et (stort)dataprogram som installeres på PC’en. Vi bruker GIS-programmet Qgis i dette kurset. I våre dager blir det mer og mer vanlig at den personlige PC’en kobler seg til GIS-programmer og data som ligger i skyen, såkalt cloud computing. Da ligger GIS-programmet i skyen, dataene i skyen og prosesseringen skjer i skyen. Om veldig få år vil nok gjøre det slik i dette kurset. Hvorfor GIS? Helt kort er det her ramset opp noen grunner til at GIS er tatt i bruk: - Større effektivitet - færre personer eller flere saker - Bedre kvalitet - bedre beslutninger - Alle kart er digitale 5  - Større krav fra publikum - Alle andre har det! *Software engineering. Engineering-ordet kommer fra det militære, fra ”ingeniørkorpset”. Ingeniørene planla bygging av broer og kanaler og festninger osv. slik at de skulle bli solide og stå lenge (mye kraft x arm og materialkunnskap). Senere ble dette en sivil utdanning som kalles Civil Engineering, som er det samme som byggingeniør i Norge. Engineering er å planlegge før det bygges. Man kan også planlegge hvordan store dataprogrammer/IT-systemer skal bli før de programmeres/implementeres. Disse teknikkene lærer man når man blir software engineer eller på godt norsk «tar en systemutviklerutdanning». Software engineering er altså et sett med metoder og teknikker som gjør at man kan bygge systemer som er solide og vil stå/virke lenge. UML (Unified Modeling Language) er mye brukt til dette for tiden. En digresjon: I Norge har vi en tittel som heter som heter Sivil Ingeniør. Man kan altså bli Sivil ingeniør i Civil Engineering (Siv. Ing. bygg). Så galt blir det når man låner ord fra hverandre. Når engelskmennene låner ord fra oss blir det like galt. ”Orkney islands” har tatt med seg ”ey” fra gammalnorsk og betydningen har gått i glemmeboka. Altså ”Orkenøy øyene”. 6