CBS122U-COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ YAZILIMI
Ünite 1: Coğrafi Bilgi Sistemleri Temel Kavramlar
Giriş
Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) konuma dayalı her durumun, mekansal ilişkilerini açıklayarak, sonuca ulaşmada kullanılan bir karar destek sistemidir. Bu bölümde CBS’ye ilişkin temel kavramlar tartışılacak ve CBS alanında yaygın olarak kullanılan MapInfo Pro yazılımı tanıtılacaktır.
Önemli Kavramalar
Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) yeryüzüne ait bilgileri belirli bir amaca yönelik olarak toplama, bilgisayar ortamında depolama, güncelleştirme, kontrol etme, analiz etme ve görüntüleme gibi işlemlere olanak sağlayan bir karar destek sistemidir.
Coğrafi veriler, belirli bir mekan ile ilişkilendirilen verilerdir. Enlem boylam gibi koordinat bilgisi içeren, yeryüzünde herhangi bir adresi belirten tüm veriler, mekansal veri olarak tanımlanabilir. Coğrafi olmayan sözel bilgiler ise harita üzerindeki objelerin özelliklerini ve detaylarını içeren bilgilerdir. Mekansal veriler ile sözel veriler birbiri ile bütünleştirilerek kullanılır ve analiz edilir.
Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Veri Türleri
CBS’de kullanılan veriler üç türe ayrılır:
• Vektör veri modeli; nokta, çizgi, alan ve yazı objelerinden oluşan belirli bir projeksiyon sistemine göre enlem ve boylam bilgileri içeren verilerdir. • Raster veri modeli; hücrelerden (piksel) oluşan verilerdir. Her hücre kendi içerisinde belirli bir bilgiyi barındırmaktadır. Hücrelerin Hücre boyutu küçüldükçe harita çözünürlüğü ve detayı artmaktadır. Ancak verinin boyutu da artmaktadır. • Coğrafi olmayan öznitelik verileri; haritası olmayan ve herhangi bir mekana ait bilgileri içeren verilerdir. Veri sayfasında koordinat bilgileri bulunuyorsa bu bilgiler kullanılarak mekansal objeler oluşturulabilir.
Vektör veri tabanı; nokta, çizgi ve poligon özelliklerindeki nesneleri belli bir koordinat sistemine göre bilgisayar ortamında tutan ve her bir nesneye ait öznitelik bilgilerinin de tutulabildiği veri tabanıdır. Bu verilerin mantığı, noktalar prensibine dayanmaktadır. Üç ̧tip vektör verisi vardır:
• Nokta veriler • Çizgi veriler • Poligon veya alan veriler
Raster veri tabanı; Görüntülerin ufak olarak algılanması ve küçük parçalara ayrılıp Grid denen ızgaralar şeklinde hücreler oluşturularak saklanmasını öngören raster veri tabanı, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS)’nin ikinci veri sistemini oluşturmaktadır.
Coğrafi olmayan (öznitelik) veriler; Öznitelik bilgiler, herhangi bir nesnenin özelliklerini ortaya koyan bilgilerdir. Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS)harita üzerinde yer alan verilerin özellikleri ile ilgili detayları ihtiva eden bilgilerdir.
Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Bileşenleri
Donanım: Coğrafi Bilgi Sistemleri operasyonları için kullanılacak olan bilgisayar, tablet, GPS gibi cihazlardır.
Yazılım: Bilgilerin islendiği, sorgulanacağı ve analizlerin yapılacağı Coğrafi Bilgi Sistemleri yazılımıdır.
İnsan: İnsanlar, Coğrafi Bilgi Sistemleri kullanıcılarını oluştururlar. Sistemi ve verileri yöneten, analiz işlemlerini yapan, güncelleyen ve kullanmak için planlamalar yapan insanlar olmadan Coğrafi Bilgi Sistemleri sınırlı bir yetkinliğe sahiptir.
Veri: Coğrafi Bilgi Sistemleri operasyonlarında kullanılmak üzere üretilen veya temin edilen en önemli bileşendir.
Amaç ̧: Coğrafi Bilgi Sistemleri operasyonlarında belirli bir sonuca yönelik yapılan sistematik planlardır.
MapInfo Pro
MapInfo Pro Advanced modülü ile büyük boyutlu raster verilerini tanımlayabilir, ölçebilir ve görselleştirebilirsiniz. MapInfo Pro Advanced, MRR (Multi Resolution Raster) son derece büyük dosya boyutlarını işlemeye yönelik patentli raster sıkıştırma teknolojisinin yanı sıra birçok raster analizi ve matematiksel modelleme araçları sunar. Kullanıcılar vektör ve raster alanları arasında aynı yazılım içerisinde veri entegrasyonları, veri modelleme ve görselleştirme işlemlerini kolaylıkla yapabilir.
MapInfo Pro Viewer kullanıcıların herhangi bir MapInfo Pro proje dosyasını açarak görüntülenmesini sağlar. Salt okunur modda ek tablolar açarak kaydırma, yakınlaştırma veya katmanları yeniden sıralama gibi temel harita işlemlerini gerçekleştirebilirsiniz. Python ile özelleştirilmiş̧ uygulamalar oluşturup çalıştırarak ekibinizin üretkenliğini artırabilirsiniz. MapBasic komut dosyalarını kullanarak özel sorgular oluşturabilir, kaydedebilirsiniz.
1. Hızlı Erişim Çubuğu: Kullanıcıların MapInfo Pro içerisinde ihtiyaçlarına göre kullandığı butonlara hızlı bir şekilde erişmesini sağlayan erişim çubuğudur. 2. Sekmeler ve Gruplar: Araçların, komutların, analiz seçeneklerinin ve pencerelerin bulunduğu kısımdır. 3. Gezgin Penceresi: katmanların, tabloların, harita pencerelerinin, veri sayfası pencerelerinin, araçların ve bağlantıların görüntülendiği penceredir. Bu pencere kapatılırsa tekrar açılabilmesi için; 1. Genel sekmesi > Araç Penceresi > Gezgin 2. Harita sekmesi > Harita Araçları > Gezgin
• Haritalar: Açık olan katmanların listelendiği kısımdır. • Tablolar: Açık olan tüm tabloların listelendiği kısımdır. • Pencereler: Açık olan tüm harita ve veri sayfası pencerelerinin listelendiği kısımdır. 4. Durum Çubuğu: Açık olan harita ile ilgili mesafe, harita ölçeği, kartografik ölçek, imleç̧ konum koordinatı seçeneklerinin; katman düzenlenebilirliğinin, seçilen objeye ait katman adının, harita projeksiyonunun, ribbon özelleştirme seçeneğinin; snap, autotrace, autonode araçları için aktiflik durumunun ve açılmış̧ olan proje dosyası adının yer aldığı kısımdır.
MapInfo Pro içerisinde bir veri açıldığında MapInfo Pro içerisinde bir tablo oluşturulur. Bu tabloların *.tab, *.dat, *.map ve *.id olmak üzere 4 temel uzantısı vardır. Bu uzantılar acılan verinin türüne göre minimum iki tanedir.
*.tab: MapInfo Pro *.tab formatını açar. Bu dosya uzantısı tablonun yapısını tanımlar. Veriyi içeren dosyanın formatını açıklayan küçük bir yazı dosyasıdır. Bu uzantı diğer uzantıların çalışmasını sağlar.
*.dat: Bu dosya uzantısı veri tabanındaki bilgileri içerir.
*.map: Bu dosya uzantısı harita objelerini tanımlar.
*.id: Bu dosya uzantısı; veri ile harita objeleri arasında bağlantı kuran, karşılıklı bir referans dosyasıdır.
*.ind dosya uzantısı indeksleri içerir. İndeks dosyası bul ve sorgu komutunu kullanarak harita nesnelerinizi bulmanızı ve sorgulamanızı sağlar. Bul komutu kullanılarak bir adres veya ülke bulunmak isteniyorsa bu kolonların indekslenmesi gerekir. MapInfo Pro, bul komutu kullanılırken kolon seçildiğinde o kolona otomatik indeksleme yapmaktadır. Tabloda bulunan kolonlarda indeksleme yapmadan bu uzantı oluşmaz. Çalışma esnasında *.tma, *.tda, *.tin, *.lma, *.lda geçici uzantıları oluşmaktadır.
Veri Görüntüleme
Turkiye_Iller tablosunu MapInfo’da açmak için;
• Genel sekmesi > Aç açılır listesine tıklayınız. • Açılır listeden Tablo’yu seçiniz.
Böylece tablo açma penceresine ulaşılacaktır.
• Dosya Türü̈ : Buradaki seçim, MapInfo Pro’da
hangi dosya türünü açmak istediğinize göre değişir. Bu uygulama da MapInfo Pro tablosu açılmak istendiğinden MapInfo (*.tab) seçili durumdadır. Farklı bir format açılmak istendiğinde buradan değiştirilir. • Açılış̧ Şekli: Bu açılan listeden tablonun hangi penceresinin görüntülenmek istenildiği seçilmelidir. o Otomatik: MapInfo Pro, en uygun görüntülenme şeklini kendisi seçer. Veri
haritalanabilir ise yani veri ile ilişkilendirilmiş harita objeleri varsa MapInfo Pro tabloyu yeni bir harita penceresinde açacaktır. MapInfo Pro’da açık bir harita penceresi mevcut ise ve bu pencerenin üzerine yeni bir harita açılması uygun ise haritayı pencerenin üzerine katman olarak ekler, değil ise yeni bir harita penceresinde açar. Eğer veri haritalanabilir değil ise MapInfo Pro tabloyu veri sayfası penceresinde açacaktır. o Veri sayfası: MapInfo Pro tabloyu veri sayfası penceresinde açacaktır. o Mevcut Haritada: Tablonun grafik objeleri mevcutsa MapInfo Pro tabloyu mevcut harita penceresine katman olarak ekleyecektir. o Yeni Haritada Aç ̧: MapInfo Pro tabloyu grafik objeleri varsa yeni bir harita penceresinde açacaktır. o Penceresiz Aç: MapInfo Pro tabloyu açacaktır fakat veri herhangi bir pencerede görüntülenmeyecektir. • Açılış şeklini Otomatik olarak ayarlayınız. • Unite_1 klasörü̈ içerisinden bulunan
Turkiye_Iller tablosunu açınız.
Harita Araçları
Bazı bilgisayarlarda F4+Fn tuşu birlikte kullanıldığında aktif olmaktadır, bazılarında ise F3+Fn tuşu birlikte kullanıldığında aktif olmaktadır.
MapInfo Pro’da bazen bir harita katmanı yalnızca belirli ölçekte görüntülenmek istenebilir. Harita penceresinin görünüm ayarlarının değiştirmenin birkaç ̧farklı yöntemi vardır.
Haritanın ölçeğini değiştirmenin en kolay yöntemlerinden birisi fare topunu ileri/geri hareket ettirmektir. Bir diğer yöntem ise Harita sekmesi > Gezinme grubunda bulunan Görünümü Değiştir butonudur. Bu araç ̧ile harita penceresi için Ölçek, Mesafe ve Harita Merkezi gibi değerler değiştirilebilir.
Ölçek-Mesafe-Merkez Değiştir penceresine ulaşmak için,
• Harita sekmesi > Gezinme grubu > Görünümü Değiştir butonuna tıklayınız. • Ölçek-Mesafe-Merkez Değiştir penceresi açılır.
Uygulama için,
• Mesafe (Genişlik) kutusuna 10000 değerini giriniz. • Tamam butonuna tıklayınız. • Durum çubuğunun sol alt köşesine tıklayınız ve Mesafe (Pencere Genişliği)’yi seçiniz. Harita penceresinin sağ̆ ve sol kenarlarının arasındaki mesafe bu işlem ile 10.000 km olacak şekilde yeniden ayarlanmış olacaktır. Durum çubuğunda mesafe genişliğinin son durumu gösterilecektir.
Bir Katmanın Tümünü Görüntüleme: Bir harita penceresinde bulunan bütün objeleri görüntülemek için Tüm Katmanı Görüntüle seçeneği kullanır.
Tüm Katmanı Görüntüle seçeneğine erişmek için birkaç farklı yöntem bulunmaktadır:
1. Harita penceresi üzerinde fare ile sağa tıklanarak ulaşılabilir. 2. Gezgin penceresinden objeleri görüntülenmek istenen katman seçilir. Fare ile sağa tıklanarak ulaşılabilir. 3. Harita sekmesi > Gezinme grubu > Yaklaşım Grubu açılır listesi içerisinde bulunan Tüm Katmanı Görüntüle seçeneğinden de ulaşılabilir.
Yaklaşım Grubu Açılır Listesi: Tüm katmanı görüntüle seçeneğine Harita sekmesinden, Yaklaşım Grubu açılır listesine tıklanarak erişilebilir. Yaklaşım grubu açılır listesinde farklı seçenekler yer almaktadır.
Seçilen Katmanın Tamamı: Bir katmana ait obje seçildiğinde o katmanın tamamını gösterir.
Seçilen Nesnelere Yaklaş̧: Bir katmana ait birden fazla obje seçildiğinde o objeleri harita penceresine sığdıracak şekilde haritayı düzenler. Tek bir obje seçildiğinde o objeyi harita penceresine göre ortalar.
Bir harita ile çalışma yapılırken haritadaki bir alanın büyütülmesi ya da küçültülmesi gerekebilir. MapInfo Pro’da bu işlemler için iki araç̧ bulunmaktadır. Yaklaş butonu ile bir alanı büyütülmesi sağlanırken Uzaklaş butonu ile haritada daha fazla alanın görüntülenmesi sağlanır.
Çoğu zaman çalışılan alan ekrana sığmadığında haritanın sağa-sola, aşağı-yukarı kaydırılması gerekebilir. Bu işlem Kaydır butonu ile ya da fare scroll’una (fare topuna) basılı tutularak yapılır. Kaydır komutu aktif edilerek imleç̧ harita penceresi içerisinde hareket ettirildiğinde, bir el olarak görüntülenecektir.
Katmanlarla Çalışma
Haritalar katmanlardan oluşur. Gezgin penceresi MapInfo Pro’da açık olan tüm haritalara ait katmanların kontrol edilmesini sağlar. Katmanlar kendi içerisinde türlerine göre gruplandırılabilir, katmanların sırası değiştirilebilir, mevcut harita üzerine yeni bir katman eklenebilir ya da gezgin penceresindeki katmanlardan istenilen katmanlar kaldırılabilir.
MapInfo Pro’da tablo acarken aynı anda birden fazla tablo açılabilir, açılan tabloların haritası varsa harita penceresinde görüntülenebilir. Bu uygulama için;
• Genel sekmesi > Tablo Aç komutuna tıklayınız. • Unite_1 içerisinde bulunan Katmanlarla_Calisma klasöründen Turkiye_Iller, Turkiye_Karayollari ve Il_Merkezleri tablolarını <CTRL> tuşu yardımıyla çoklu seçim yaparak açınız.
• Harita üzerinde fare ile sağa tıklayarak Tüm Katmanı Görüntüle seçeneğini seçerek tüm katmanları görüntüleyiniz.
Okyanus ve Dünya katmanlarını da haritada görüntülemek için;
• Genel sekmesi > Tablo Aç komutuna tıklayınız. • Unite_1 içerisindeki Katmanlarla_Calisma klasörü içerisinden Okyanus ve Dunya tablolarını seçiniz. • Açılış̧ şeklini Mevcut Harita olarak ayarlayınız.
Katman Z Sıralaması: Harita katmanları, gezgin penceresinde ilk olarak kozmetik katman sonrasında ise açılan katmanların obje türüne göre sıralanır. Katmanların düzgün bir şekilde sıralanması önemlidir.
Katmanlar obje tipine göre sırasıyla yazı, nokta, çizgi ve alan katmanı olarak alt alta sıralanmalıdır. Katmanların bu şekilde mantıksal olarak sıralanmasına Katman Z sıralaması adı verilir.
Katmanları gezgin penceresinde yeniden sıralamak için;
• Dunya katmanını seçiniz. • Gezgin penceresi > Harita grubundan Katmanları Aşağı İndir butonuna tıklayarak en alta indiriniz. • Okyanus katmanını seçiniz. • Gezgin penceresi > Harita grubundan Katmanları Aşağı İndir butonuna tıklayarak Dunya katmanının altına indiriniz. • Harita sekmesi > Gezinme grubu > Yaklaşım Grubu açılır listesinden Tüm Katmanları Görüntüle seçeneğine tıklayınız. • Açılan Tüm Katmanlar penceresinden Turkiye_Iller katmanını seçiniz.
Turkiye_Iller katmanı harita penceresinde incelendiğinde il sınırları artık görünür durumdadır.
Gezgin penceresinde bulunan katmanlar türlerine göre ya da çalışmanın amacına göre gruplandırılabilir. Gezgin penceresinde bulunan katmanları gruplamak için;
• Gezgin penceresinde bulunan haritalar listesinin altındaki Il_Merkezleri, ..., Turkiye_Iller Harita şeridinin üzerine fare ile sağa tıklayınız. • Açılan listeden Grup Ekle seçeneğini seçiniz. • 3 farklı veri tipi bulunduğu için 3 tane grup ekleyiniz: (i) Nokta_Katmani, (ii) Cizgi_Katmani ve (iii) Alan_Katmani • Adlandırdığınız katmanların içerisine obje türüne göre ilgili katmanları ya da aynı grupta olmasını istediğiniz katmanları sürükleyip grubun içerisine bırakınız.
Projeksiyon Kavramı
Küresel yüzeydeki nesneleri düzlem üzerine aktarırken deformasyonları en aza indirgemek için kullanılan bir yöntemdir.
Eğri yüzeylerde bulunan nesneleri düz bir yüzeye doğrudan ve hatasız aktaran bir yöntem bulunmadığı için çeşitli matematiksel hesaplamaları barındıran farklı projeksiyon sistemleri mevcuttur.
Bazı projeksiyon sistemleri alan korurken bazıları açı bazıları ise mesafeyi korur. Böylelikle korumak istenilen kapsam, konum ve detay harita projeksiyonun seçilmesinde önem arz eder.
Raster Veri Koordinatlandırma
Kağıt üzerinde hazırlanmış taranmış dijital ortama aktarılmış̧ eski haritalar, hava fotoğrafları ya da uydu görüntüleri MapInfo Pro içerisinde doğrudan görüntülenebilir. Enlem, boylam ve projeksiyon bilgileri biliniyorsa bu haritalar dünya üzerindeki gerçek konumlarında koordinatlandırılıp MapInfo Pro içerisinde altlık olarak kullanılabilir, üzerinde sayısallaştırmalar ve analizler yapılabilir.
MapInfo Pro da raster veri görüntülemek için;
• Genel sekmesi > Tablo Aç butonuna tıklayınız. • Dosya türü kısmını Raster Image olarak ayarlayınız. • Unite_1 klasörü içerisinde yer alan Eski_Ankara_Pafta.jpg dosyasını seçiniz ve Aç butonuna tıklayınız.
MapInfo Pro’da desteklenen raster veri formatları ders kitabınızın 21. sayfasındaki Tablo 1.1’de verilmektedir.
Pafta Koordinatlandırma
MapInfo Pro’da pafta seçilip Aç ̧butonuna tıklandığında “İmajı sadece görüntülemek mi yoksa koordinatlandırmak mı istiyorsunuz” diye soru soran bir pencere ekrana gelecektir.
Göster seçeneği seçildiğinde raster görüntü Non_Earth (feet) yani projeksiyonsuz olarak yeni bir harita penceresinde açılır. Açılan bu raster görüntünün koordinat bilgileri girilmediği için yeryüzündeki gerçek konumunda gösterilemez. Raster görüntünün koordinat bilgileri mevcutsa koordinat bilgileri girilerek gerçek konumunda gösterilmesi sağlanır.
Raster görüntünün koordinat bilgilerini girmeden önce ilk adım olarak İmaj Koordinatlandırma penceresinde bulunan Projeksiyon butonuna tıklanarak raster görüntünün projeksiyon bilgisi girilmelidir.
Bu uygulamada haritayı daha kolay koordinatlayabilmek için haritanın belirli yerlerine 4 adet kırmızı artı konulmuştur. İmaj koordinatlandırma penceresinin kenarlarında bulunan kaydırma çubukları yardımıyla koordinat bilgilerinin girileceği kırmızı artılar bulunur. Harita üzerinde bulunan kırmızı artılar 1,2,3 ve 4 olarak numaralandırılmıştır.
4 kontrol noktası için de koordinat değerleri girildikten sonra İmaj koordinatlandırma pencere- sinde bulunan hata pikseli kontrol edilir. Paftanın koordinatlandırma
hassasiyetine göre hata piksel değeri artıp azalabilir. Hata piksel değeri noktalardaki kaymayı gösterir.
4 noktanın hata payları birbiri ile orantısız ise (kontrol noktalarının atıldığı yer ve koordinat değerlerinin kontrol edilmesi gerekir. Hata payını düşürmek için kontrol noktasının yerinin değiştirilmesi gerekebilir.
İmaj Stili Ayarlama
Koordinatlandırılan raster görüntünün parlaklık, şeffaflık ve kontrast ayaları İmaj Stili Ayarla penceresinden düzenlenebilir. Bu pencereye erişmek için Tablo sekmesi > Raster > İmaj Stilini Ayarla butonuna tıklanır.
Altlık Haritalar
MapInfo Pro; Bing ve Precisely haritalarını altlık olarak açmaya izin vermektedir. Bu altlıklara Genel sekmesi > Aç açılır listesinden ulaşılabilir. Precisely altlıklarının kullanılabilmesi için Precisely hesabı oluşturulmalı ve bu bilgiler ile hesaba giriş yapılmalıdır.
Haritadan Al Seçeneği
Koordinatlandırma işlemi için paftanın enlem ve boylam değerlerinin bilinmesi gerekmektedir. Bu enlem ve boylam değerleri pafta üzerinde olabilir. Bazı verilerde koordinatlandırılmak istenen paftanın üzerinde koordinat bilgileri olmayabilir. Örneğin; Google üzerinden indirilen bir Türkiye Platolar Haritası koordinatlı olmayacaktır. Koordinatlandırılmamış olan bu haritayı MapInfo Pro’da açıldığında harita penceresinde yeryüzündeki gerçek konumundan farklı bir konumda görüntülenecektir. Bu harita koordinatlandırılmak istendiğinde haritanın enlem ve boylam değerleri bilinmediği için bir önceki konuda anlatıldığı gibi koordinatlandırma işlemi yapılamaz. Bu gibi durumlarda MapInfo Pro’nun Haritadan Al özelliği kullanılabilir. Bu özellik ile koordinatlandırılmak istenen pafta üzerinde kontrol noktaları belirlenir. Kontrol noktaları herhangi bir yolun kesişme noktası, bir binanın köşesi, bir adanın keskin köşeleri vb. olabilir. Pafta üzerinde kullanıcı tarafından belirlenen kontrol noktalarının aynısı koordinatlı bir altlık harita üzerinde de belirlenir. Koordinatlı altlık harita, bir vektör veya raster katman olabileceği gibi MapInfo Pro içerisinde yer alan Bing veya Precisely altlık haritaları da kullanılabilir. Kontrol noktaları eşleştirilerek koordinatları belli olan altlık haritadan paftaya koordinatlar aktarılır.
Bu işlem ile raster görüntü Non_Earth (feet) yani projeksiyonsuz olarak yeni bir harita penceresinde açılır. Açılan bu raster görüntünün koordinat bilgileri girilmediği için yeryüzündeki gerçek konumunda gösterilmemektedir.
Koordinatlandırma işlemine başlamadan önce koordinatlı bir altlık verinin açılması gerekir.