Ünite 1: Temel Kavramlar, Yazılım Mimarisi, Genel Fonksiyonlar ve Raster Verilerin Konumlandırılması (Georeferencing)

Giriş

Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) dünya üzerindeki karmaşık sosyal, ekonomik, çevresel vb. sorunların çözümünde mekâna/konuma dayalı karar verme süreçlerinde kullanıcılara yardımcı olmak üzere, büyük hacimli coğrafi verilerin toplanması, depolanması, işlenmesi, yönetimi, mekânsal analizi, sorgulanması ve sunulması fonksiyonlarını yerine getiren donanım, yazılım, personel, coğrafi veri ve yöntemlerin bütünüdür.

CBS, genel bir kavram olup çeşitli kullanım alanlarına ve tematik konulara yönelik olarak geliştirilen CBS uygulamaları vardır. Bu CBS uygulamaları, Kent Bilgi Sistemi, Orman Bilgi Sistemi, Karayolları Bilgi Sistemi, Arazi Bilgi Sistemi, Tapu ve Kadastro Bilgi Sistemi, Lojistik Bilgi Sistemi, İç Güvenlik Bilgi Sistemi, Araç İzleme Bilgi Sistemi, Trafik Bilgi Sistemi, Kampüs Bilgi Sistemi, Deprem Bilgi Sistemi, Harita Bilgi Sistemi, vb. şeklinde adlandırılırlar.

CBS teknolojisi bilimsel araştırmalar, kaynak yönetimi, varlık yönetimi, alt yapılar (doğal gaz, elektrik, su), arkeoloji, çevresel etki değerlendirmesi, peyzaj mimarlığı, kentsel planlama, kartografya, kriminoloji, coğrafi tarih, pazarlama, lojistik, maden haritalama, haritacılık, ekili tarım alanlarının tespiti ve toplam mahsulün hesaplanması, askerî uygulamalar, hava, deniz ve kara trafiği izleme araç takip sistemleri, meteoroloji, arama kurtarma ve diğer amaçlar için kullanılabilir. CBS’nin en önemli özelliklerinden biri katman yapısı ile çalışıyor olmasıdır. Farklı yeryüzü elemanlarını, farklı konumsal nesneler olarak guruplar ve bu verilerin işlenmesini sağlayarak çeşitli sorunlara çözümler üretir. Örneğin, CBS doğal afetlerde acil müdahaleleri kolaylaştırmak için hesaplamalar yapmaya olanak tanır. CBS yeni sulak alanların bulunmasında ve bu alanların korunmasında kullanılabilir. CBS bazı şirketler tarafından avantaj sağlaması amacıyla yeni pazar alanları bulmak için kullanılabilir.

Quantum GIS (QGIS) Yazılımı

Quantum GIS (QGIS) açık kaynak kodlu Geospatial Foundation (www.osgeo.org) (OsGeo)’un geliştirdiği masaüstü bir coğrafi bilgi sistemi yazılımıdır. QGIS yazılımı http://www.qgis.org/tr/site/ adresinden ücretsiz olarak indirilebilir. QGIS projesi 2002 yılında başlamıştır. Şu anda birçok Unix platformunda, Windows ve OSX üzerinde çalışmaktadır. QGIS kullanımı kolay bir CBS olmayı amaçlamaktadır. Başlangıçtaki amacı CBS verisi görüntüleyicisi olmaktır. QGIS birkaç raster ve vektör veriyi desteklemekle beraber yeni destekler, eklenti yapısını kullanarak kolaylıkla eklenebilir. QGIS istendiği zaman denenebilmesi ve değiştirilebilmesinin yanında kullanıcıların daima programa ücretsiz olarak erişebileceğini garanti etmektedir. Temel özellikleri şu şekildedir.

• Postgis aracılığıyla mekânsal olarak kullanılabilen PostgreSQL tabloları desteği
• ESRI shape dosyaları ve GR’nin desteklediği vektör formatlarını destekleme
• GRASS entegrasyonu, görüntüleme, düzeltme ve analiz
• Vektör katmanların anında projeksiyonu
• Harita düzenleyici
• Obje özellikleri belirleme
• Öznitelik tablosu görüntüleme
• Obje seçme
• Obje etiketleme
• Proje kayıt ve onarma
• GDAL’ın desteklediği raster formatları destekleme
• Vektör sembolojisini değiştirme
• Tematik haritalar oluşturma
• İlişkisel veri tabanı özelliği
• WMS/WFS Servislerine bağlanabilme
• Gelişmiş Vektör sayısallaştırma yetenekleri
• Mekânsal sorgu fonksiyonları

Bu özelliklerinin yanında farklı çeşitli tipteki verileri tiplerini okuyabilir ve çeşitli servisleri kullanabilir.

QGIS Yazılımının Ara Yüzleri ve Fonksiyonları

Menü Barda, Proje, Düzenle, Pencere, Katman, Ayarlar, Eklentiler, Vektör, Raster, ve Veritabanı ve Web menüleri bulunmaktadır. Menülerin içerikleri Şekil 1.4 ile Şekil 1.27 arasındaki grafiklerden görülebilir.

QGIS arayüzünde görüntülenen veriler dosya uzantısı “qgs” şeklidedir. Diğer bir değişle proje dosyaları “*.qgs” olarak kaydedilir. DFX’e dışa aktar seçeneği kullanarak, harita ekranındaki veri Autocad programının okuyacağı formata çevrilebilir. Düzenle menüsü harita ekranında açık olan katmanların geometrilerinin düzenlenmesi, gereksiz olanların silinmesi, yeni veriler eklenmesi gibi fonksiyonları içerir. Pencere menüsü harita ekranında bulunan katmanları büyütme kaydırma ve seçim seçeneklerinin yapılabileceği fonksiyonları içerir. Katman menüsü harita ekranına eklenecek katmanları ve veri tabanlarını düzenleyen fonksiyonları içerir. Oluşturulacak katmanlar “.shp” formatında, var olan bir veri tabanına göre ve GPS veri formatına göre olabilir. Ayarlar menüsü ile koordinat sistemi ayarları, program ile ilgili çıktı, çalışma alanı, dil vb. ayarların yapılmasını sağlar. Eklentiler menüsü ile dünyadaki QGIS kullanıcıların geliştirdikleri yazılım ile ilgili fonksiyonlar programa eklenebilir. Ayrıca Python programlama dili ile geliştirdiğiniz eklentiler programa eklenebilir. Açık kaynak kodlu uzaktan algılama yazılımı olan GRASS programının fonksiyonları QGIS programına eklenebilir. Vektör menüsü altındaki Dxf2Shp ile Autocad formatındaki verilerin ESRI .shp formatına dönüşüm işlemleri, koordinat girilerek harita ekranında nereye denk geldiğinin bulunması, GPS cihazından toplanan verilerin dönüşümü, en az iki vektör katman ile aralarında mekânsal sorgulamaların yapılabilmesi, yol network analizleri, kısa yol hesapları, katmanların topoloji yapısının kontrol edilmesi, analiz araçları, arama araçları, coğrafi işlem araçları, geometri araçları ve veri yönetim araçlarını içeren bir çok fonksiyon yer almaktadır. Raster menüsü QGIS içinde raster veriler üzerinde çeşitli analiz ve gösterimler yapmamızı sağlar. Veritabanı menüsü değişik veri tabanlarına bağlantı yapılması ve veri tabanlarının yönetilmesini sağlayan fonksiyonları içerir. Web menüsü ile projenizi web sitesi olarak sunmanızı sağlayan fonksiyonları içerir.

Menüler altında bulunan fonksiyonların sık kullanılanlarına hızlı bir şekilde ulaşmak için buton şeklindeki kısayol araçları kullanılabilir.

Benzer şekilde araç çubukları kullanılarak çeşitli işlemlerin daha hızlı yapılması amaçlanır.

Herhangi bir sayısal harita ortamında bir coğrafik veri setine ait görsel sunuma katman (layer) denir. Kavramsal olarak, bir katman, bir kısmi alan içinde coğrafik gerçekliğe ait bir tabaka ya da dilim olup bir kağıt harita üzerinde ise bir lejant ögesine eşit olabilmektedir. Örneğin, bir yol haritasında, yollar, doğal parklar, politik sınırlar ve nehirler farklı katmanlar için örnek olabilir. CBS yazılımındaki Katmanlar bölümünde projeye eklenen veriler yönetilir (Şekil 1.28). Bu bölümde katmanların sıraları değiştirilerek üste veya alta alınabilir, görünürlükleri açılıp kapatılabilir. Katmanlar menüsünde herhangi bir katman üzerine sağ tıklayarak katmanla ilgili özelliklere ulaşılabilir.

QGIS Yazılımında Veri Görüntüleme

Öncelikle Başlat (Start) > Tüm Programlar (All Programs) > QGIS Brighton > QGIS Desktop programı çalıştırılır. Katman menüsü altında yer alan Vektör Katmanı Ekle aracı seçilir. Aynı işlem kısa yol tool bar’da yer alan aracı ile de yapılabilir. Ekrana açılan Vektör Katman Ekle diyaloğunda Gözat butonuna basılır (Şekil 1.31). C:\AU\Egitim_Veri_Seti\Unite_1\Yazilim_Tanitim_Veril eri dizini altında yer alan “.shp” vektör formatındaki verilerin tamamı klavyenin Shift tuşuna basarak fare ile seçilir ve Open butonuna basarak vektör veriler QGIS harita ekranında görüntülenir.

Vektör, coğrafik detayları, noktalar, çizgiler ve poligonlar olarak gösteren bir koordinat temelli veri modelidir. Her bir nokta detayı tek bir koordinat çifti ile gösterilirken çizgi ile poligon detayları ise sıralı şekilde listelenmiş düğüm noktaları ile gösterilir. Her bir detay ile ilişkili öznitelikler, bir raster veri modelinden farklı bir şekilde ve detayla birlikte tutulur.

Vektör Veri Modeli ise gerçek dünya üzerinde yer alan mekânsal elemanları noktalar, çizgiler ve poligonlar şeklinde gösteren bir veri modeli olup, bunlar bir koordinat sistemine coğrafik olarak kaynaklanırlar.

Raster Veri Modeli dünyayı, düzenli hücreler gridine bölerek bir yüzey olarak gösteren veri modelidir. Raster modeller, bir hava fotoğrafı, bir uydu resmi, bir kimyasal yoğunlaşma ölçümüne ait yüzey ya da bir yükseklik yüzeyi gibi sürekli değişebilen veriyi depolamak için çok yararlıdır.

Etiket (Label), kartografya da bir harita detayını tanımlamak ya da açıklamak üzere yanına, üzerine ya da yakınında bir yere yerleştirilen metindir. Koordinatlar (coordinates): bir uzay içinde bir konumu tarif eden x, y ve muhtemel z değerleridir. Koordinatlar, diğer konumlara ait olarak yeryüzü yüzeyi üzerinde yer alan konumları göstermek için kullanılır

Raster Verilerin Konumlandırılması (Georeferencıng)

Georeferencing, koordinatları, enlem/boylam, UTM gibi bilinen bir kaynak sisteminden, bir raster (resim) ya da düzlemsel haritanın kağıt üzerindeki koordinatlarına tahsis etme işlemidir. Koordinatlandırılan raster veri görüntülemeye sorgulamaya ve diğer coğrafik veriler ile analiz edilmeye olanak sağlar.”

Raster menüsü altındaki Coğrafi Referanslama Aracı seçilir (Şekil 1.42). Coğrafi Referanslama Aracı tool bar’da bulunan kısa yol aracı ile de açılabilir. Ekrana açılan Coğrafi Referanslayıcı ara yüzünde Raster Aç aracı ile C:\AU\Egitim_Veri_Seti\ Unite_1\ Koordinatlandirma_Veriler dizini içindeki jeoloji.jpg dosyası fare ile seçilir ve Open butonuna basılır. Coğrafi Referanslayıcı ara yüzünde yer alan tool bar’dan Yakınlaştır aracı fare ile seçilir (Şekil 1.44). Sol alt köşesinde yer alan koordinatlara okunabilecek detayda yakınlaşılır.