Ünite 7: Coğrafi Bilgi Sistemlerinde Proje Tasarımı ve Sorgulama Teknikleri

GİRİŞ

CBS projelerindeki amaç önceden belirlenmeli,toplanan, saklanan ve güncellenen verilerden ne gibi sonuçlar elde edilebileceğibaşlangıç aşamasında tasarlanmalıdır. Unutulmamalıdır ki, CBS bir amaç değil, belirlibir amaca hizmet eden oldukça güçlü bir araçtır.CBS projelerinde öncelikle çalışma alanının sınırları belirlenmeli ve bu alandaulaşılmak istenen hedef tanımlanmalıdır. Daha sonra bu hedefe ulaşmak için izlenecekyol ve yöntemlerin neler olduğu ortaya konulmalıdır. Hedefe ulaşmak içinbirden fazla yöntem ve araç kullanılabilir. CBS’nin uygun araçlardan biri olup olmadığıve CBS’ye olan gereksinim nedenleri irdelenmelidir.

Proje hangi kurum veya kuruluş için üretiliyor ise kurum gereksinimleri, kurumunyetkileri, kurum verilerinin CBS ile kurulacak konumsal veritabanı üzerindetoplanması gereği vurgulanmalıdır.Konumsal veritabanının gerekliliği sadeceçalışma alanının coğrafi öneminden kaynaklanmamaktadır. Konumsal veritabanları,yönetim, planlama vb. alanlarda karar-destek sistemi olarak etkili bir şekildekullanılmaktadır.CBS’nin en önemli özelliği, konumsal veriler ile öznitelik verilerinin entegre biryapıda yönetimini sağlamasıdır. CBS organizasyon yapısının kapsamına bağlı olarakkurum içi birimler veya kurumlar arası veri entegrasyonunu da organize edebilir.Bu organizasyonun en iyi şekilde yönetilebilmesi, iyi bir konumsal veritabanıtasarımı ile gerçekleştirilebilir. Bu nedenle, CBS projelerinin amacı başlangıçaşamasında doğru tanımlanmalı ve bu amaç doğrultusunda hedefe ulaşmak adınagerekli veri katmanları, kullanılacak veri modelleri, yazılım ve donanım özellikleri,veritabanı yapısı ve büyüklüğü, veri kaynaklarının neler olduğu ve nasıl eldeedileceği belirlenmelidir.

Konumsal Veritabanı (Geodatabase) Yapısı

Önceleri CBS yazılımları harita elemanlarının veri tiplerini, konumsal vegeometrik özelliklerini yazılım içinde geliştirilen kendi tablolarında tutmuştur.Geometrik nesnelere verilen tanıtıcı kodlar (object_id) yardımı ile veritabanlarındaki öznitelik bilgileri ile ilişki kurulmuştur. Veritabanı teknolojileri geliştikçe öznitelikverileri için network, hiyerarşik ve ilişkisel veritabanı modelleri kullanılmış, haritaelemanlarının geometrik ve konumsal özellikleri CBS yazılımları içerisinde saklanmayadevam edilmiştir.

CBS yazılımları, günümüz veritabanı teknolojisi olan nesne yönelimli veritabanımodelinin (object oriented database model) üretilmesine temel oluşturmuştur. Nesne yönelimli veritabanı; verilerin nesnelerle temsil edildiği veritabanı modelidir.Konumsal veritabanı nesne yönelimli bir veritabanı modelidir. Harita veri elemanlarıkoordinat bilgileri, veri tipleri, veri modelleri doğrudan veritabanında oluşturulmakta,saklanmakta ve işlenmektedir. CBS yazılımları artık tüm veri tiplerini,geometrik nesnelerin topolojik ilişkilerini veritabanıortamında saklamakta ve öznitelikverileri doğrudan nesnelere bağlı olarak saklanmaktadır.

Konumsal veritabanları;

• Merkezi ve/veya dağıtık mimaride çok çeşitli veri tiplerinin saklanmasına,

• Birbirinden farklı model ve tipteki verilerin ilişkilendirilmesi ve karmaşıkkuralların tanımlanmasına,

• Şebeke ve topoloji kuralları gibi gelişmiş geometrik ilişki modellerinin kurulmasına,

• Konumsal verinin entegrasyonunun sağlanması ve sürdürülmesine,

• Çok kullanıcılı ortamlarda veri ulaşımı, girişi, düzenlemesi ve işlenmesine,

• Konumsal verinin diğer bilgi teknolojisi veritabanları ile entegrasyonuna,

• Veri saklama ünitelerinin kolaylıkla genişletilmesine,

• Tanımlanabilir yeni nesne ve kuralların eklenmesine

olanak sağlar.

Veri Kaynakları ve Veri Toplama Teknikleri

CBS’nin tek ve en büyük veri kaynağı yeryüzüdür. CBS verileri, yeryüzünden çeşitliyöntemlerle toplanmakta ve iki farklı veri tipinde üretilmektedir; konumsal veöznitelik verileri.

Konumsal veri kaynakları;

• Kâğıt haritalar,

• Hava fotoğrafları,

• Uydu görüntüleri,

• Arazi ölçümleri,

• Sayısal veriler

olarak sıralanabilir.Kâğıt haritalar CBS platformunun vazgeçilmez veri kaynaklarıdır.

Öznitelik verileri birçok çeşitli formatta karşımıza çıkabilir. Bunlar ASCII formattaveri dosyaları olup doğrudan veritabanına aktarılabileceği gibi, Kâğıt haritalarüzerinde her bir elemanın açıklama bilgisi de olabilir.Öznitelik veri girişleri genellikleveriyi oluşturan ve/veya düzenleyenler tarafından sayısal ortama doğrudanklavyeden yapılmaktadır.

CBS veri kaynaklarından elde edilen verilen genellikle;

• Tablet veya ekrandan sayısallaştırma,

• Taranmış veriden otomatik vektörizasyon,

• Her nesnenin koordinatlarını klavyeden girmek,

• Sayısal verinin dönüştürülmesi

şeklinde sisteme aktarılmaktadır.Çoğunlukla kullanılan yöntemler ekrandan sayısallaştırma ve veri dönüşümüdür. Veri dönüşümü CAD ortamındaki sayısal verileriçin, ekrandan sayısallaştırma ise, kağıt haritaların CBS’ye aktarımında kullanılanyöntemdir.

Koordinatlarla ifade edilen konum bilgisinin gerçek konuma yakınlığına konumsalhassasiyet denir. Kağıt harita üzerinden çizimler ve ölçümlerin pafta üstündekikonumsal hassasiyetleri genellikle yaklaşık 0.5 mm’dir.

Verilerin CBS platformuna aktarılması için farklı yöntemler kullanılmaktadır.Çeşitli ölçek ve projeksiyon sistemlerinde toplanan konumsal ve öznitelik verileriCBS platformunda entegre edilerek bir bütünlük içerisinde kullanıcıya sunulmaktadır.

CBS’de Konumsal Veri Gösterimi ve Semboloji

CBS’de konumsal veri gösterimi ekran üzerinde hazırlanan harita tasarımları ilemümkündür. Ekran üzerinde vektör ve/veya raster verilerin gösterimi için önceliklebir harita projeksiyonu seçilir.Yeryüzünün şekli üç boyutluolduğu için, üzerindekicoğrafi nesnelerin ikiboyutlu harita düzlemindegösterilmesinde kullanılanmatematikseltransformasyon işlemlerineharita projeksiyonu denir. Farklı katmanlarda saklanan konumsal veriler,gösterimde hedeflenen amaç doğrultusunda ve önceden belirlenmiş veri tip vehassasiyetine uygun ölçeklerde, gösterime eklenir veya çıkartılır. Harita gösterimindekiamaca hizmet etmeyen veya ölçeğe uygun olmayan katmanlar gösterilmemelidir.Detaylarekran haritası üzerinde yaklaşıp uzaklaştıkça, diğer bir deyişle ölçek değiştikçeharitadan çıkarılıp eklenebilmelidir. Bu düzenleme ekran haritasını tasarlayankişi ve kişilerce belirlenmelidir.Uydu görüntüsü, sayısal arazi modeli gibi altlıklarda da ölçek ve hassasiyet ekranüzerinde harita gösterimi için önemli bir parametredir.

CBS’de konumsal veri gösteriminde kullanılan diğer bir olgu da sembollerdir.CBS’de sembol gösterimi vektör veri modeli için dört faklı kategoride irdelenebilir.Bunlar çizgi, nokta, alan ve etiket sembolleridir. Çizgi sembolleri genellikle çizgirengi, tipi ve kalınlıklarını tanımlayan sembollerdir. Nokta elemanları için kullanılan semboller ise genellikle ikonlar ve geometrik şekillerden (daire, üçgen, kare,vb.) oluşmaktadır. Kapalı alan sembolleri ise farklı tarama desenleri ve/veya renklerdenoluşmaktadır. Etiket sembolleri için vektör veri elemanlarının açıklamalarını haritada göstermek amacıyla farklı renk, boyut ve karakterde fontlar kullanılmaktadır. CBS yazılımlarının sembol kütüphaneleri bulunmakta ve kullanıcı tarafından isteğe göre yeniden düzenlenip, yeni semboller eklenebilmektedir.

CBS Sorgulama Teknikleri

Konumsal veritabanlarında sorgulama, diğer veritabanlarından farklı olarak öznitelikverisinden konumsal veriye, konumsal veri elemanından öznitelik verisine doğru yapılabilmektedir. Konumsal veritabanlarını diğer veritabanlarından ayıran buözellik, CBS’nin gücünün göstermektedir.

CBS’de sorgulama teknikleri iki anagrupta toplanabilir.

• Öznitelik Verisi Sorgulama

• Konumsal Sorgulama

Öznitelik Verisi Sorgulama:Öznitelik verisi sorgulama diğer veritabanısorgulamalarında olduğu gibi özellik bilgi alanından istenilen verinin aranmasışeklinde yapılır.Bu sorgulama sonucu seçilen kayıtlar hem görsel, hem detablo şeklinde gösterilebilmektedir.Öznitelik verisi sorgulama işleminde veritabanları için geliştirilmiş olan sorgulamadili SQL (Structured Query Language) kullanılmaktadır. SQL veritabanı sorgulamasında standart kabul edilen bir sorgulama dilidir. CBS yazılımları içinde SQLkodlarını yazmayı kolaylaştırıcı arayüzler bulunmaktadır.Öznitelik verisi sorgulama işlemi doğrudan harita üstünde seçilen objenin öznitelikverilerinin gösterilmesi şeklinde de yapılmaktadır. Diğer bir deyişle haritaelemanları üzerine tıklanarak öznitelik verilerine ulaşılabilmektedir.

Konumsal Sorgulama:Konumsal sorgulama konuma dayalı sorgulama olarakda adlandırılabilir. Konuma dayalı sorgulamada farklı katmanlarda saklanan verilerinbirbirleri ile olan konumsal ilişkileri kullanılarak sorgulama yapılabilmektedir. Topolojiilkeleri kullanılarak yapılan sorgulamalar yakınlık, kapsama, kapalı alan içindebulunma, komşuluk gibi soruları yanıtlamaktadır.

CBS iki temel sorgulama tekniğini entegre ederek, diğer veritabanları ile yapılamayacak sorgulamaları görsel algılamaya sunmaktadır. Sayılar ve tablolarla birbakışta algılanamayan veriler, sorgulamalar, görsel olarak daha anlamlı ve kolayalgılanır olmaktadırlar.

CBS’de Tematik Harita

Veri sınıflarına göre renklendirilmiş, tonlanmış veya taranmış haritalara tematikharita denir. CBS’de tematik harita üretimi konuma dayalı ve/veya öznitelik verisisorgulaması ile elde edilen sonuçların sınıflandırılmasına göre renklendirilerekyapılmaktadır. Tematik haritalar konumsal veri değişikliklerinin coğrafi dağılımlarını göstermektedirler. Bu değişimler iklim, yükseklik gibi doğal değişimlerinyanı sıra, sağlık, nüfus, eğitim gibi sosyo-kültürel değişikliklerde olabilir.

Tematik haritalar üç temel amaca hizmet ederler. Tematik haritalar;

• Seçilen bölgede belirgin konumlarla ilgili spesifik bilgi sağlamak,

• Konumsal dağılımlarla ilgili genel bilgi sağlamak,

• Birden fazla dağılım bilgisini karşılaştırmak

için kullanılmaktadır.

Tematik haritalar harita elemanlarının veri sınıflarına göre farklı renk, ton ve taramadeğişiklikleri ile bilgi verirler.CBS platformunda konumsal veritabanı sorgulama teknikleri kullanılarak elde edilen sorgulama sonuçlarından tematik haritalar üretilebilmekte veüretilen haritalar görsel algılama açısından tablo verilerinden daha anlamlı, çabukve kolay algılanmaktadır.