Wprowadzenie do GIS-u i analizy przestrzennej
1.1 Co to jest GIS?
System Informacji Geograficznej jest wieloskładnikowym środowiskiem używanym do tworzenia, zarządzania, wizualizacji i analizy danych oraz ich przestrzennego odpowiednika. Ważne jest, aby zauważyć, że większości zbiorów danych, z którymi zetkniemy się w życiu, można przypisać lokalizację przestrzenną, czy to na powierzchni Ziemi, czy też w ramach jakiegoś arbitralnego układu współrzędnych (takiego jak boisko do piłki nożnej lub siatkowa szalka Petriego). Tak więc w zasadzie każdy zbiór danych może być reprezentowany w GIS: pytanie staje się wtedy „czy musi być on analizowany w środowisku GIS?”. Odpowiedź na to pytanie zależy od celu analizy. Jeśli, na przykład, jesteśmy zainteresowani identyfikacją dziesięciu krajów afrykańskich z najwyższymi wynikami indeksu konfliktu w okresie 1966-78, wystarczy prosta tabela z wyszczególnieniem tych wyników dla każdego kraju.
| Kraj | Konflikty | Kraj | Konflikty | |
|---|---|---|---|---|
| EGIPT | 5246 | LIBERIA | 980 | |
| SUDAN | 4751 | SENEGAL | 933 | |
| UGANDA | 3134 | CHAD | 895 | |
| ZAIRA | 3087 | TOGO | 848 | |
| TANZANIA | 2881 | GABON | 824 | |
| LIBYA | 2355 | MAURETANIA | 811 | |
| KENIA | 2273 | ZIMBABWE | 795 | |
| SOMALIA | ||||
| SOMALIA | 2122 | MOZAMBIK | 792 | |
| ETIOPIA | 1878 | IVORY WYBRZEŻE | 758 | |
| POŁUDNIOWA AFRYKA | 1875 | MALAWI | 629 | |
| MAROKO | 1861 | REPUBLIKA ŚRODKOWOAFRYKAŃSKA | 618 | |
| ZAMBIA | ZAMBIA | 1554 | KAMERUN | 604 |
| ANGOLA | 1528 | BURUNDI | 604 | |
| ALGIERIA | 1421 | RWANDA | 487 | |
| TUNEZJA | 1363 | SIERRA LEONE | 423 | |
| BOTSWANA | 1266 | LESOTHO | 363 | |
| KONGO | 1142 | NIGER | 358 | |
| NIGERIA | 1130 | BURKINA FASO | 347 | |
| GHANA | 1090 | MALI | 299 | |
| GWINEA | 1015 | GAMBIA | 241 | |
| BENIN | 998 | SWAZILAND | 147 |
Źródło danych: Anselin, L. i John O’Loughlin. 1992. Geografia międzynarodowego konfliktu i współpracy: zależność przestrzenna i kontekst regionalny w Afryce. W: Nowa geopolityka, red. M. Ward, pp. 39-75.
Proste sortowanie w kolumnie Conflict ujawnia, że EGYPT, SUDAN, UGANDA, ZAIRE, TANZANIA, LIBYA, KENYA, SOMALIA, ETHIOPIA, SOUTH AFRICA to pierwsza dziesiątka krajów.
A co, jeśli jesteśmy zainteresowani wiedzą, czy kraje z wysokim wynikiem indeksu konfliktu są geograficznie zgrupowane, czy powyższa tabela dostarcza nam wystarczających informacji, aby pomóc odpowiedzieć na to pytanie? Odpowiedź, oczywiście, brzmi nie. Potrzebujemy dodatkowych danych dotyczących położenia geograficznego i kształtu każdego kraju. Pomocna byłaby mapa tych krajów.
Rysunek 1.1: Choropletowa reprezentacja wyników indeksu konfliktów afrykańskich. Kraje, dla których wynik nie był dostępny, nie są zaznaczone na mapie.
Mapy są wszechobecne: dostępne online i w różnych mediach drukowanych. Ale rzadko pytamy, jak granice cech mapy są zakodowane w środowisku komputerowym? W końcu, jeśli oczekujemy, że oprogramowanie pomoże nam w analizie, elementy przestrzenne naszych danych powinny być łatwo dostępne w formie cyfrowej. Poświęcenie kilku minut na zastanowienie się nad tym pytaniem uświadamia, że proste tabele czy arkusze kalkulacyjne nie są w stanie sprostać temu zadaniu. Potrzebny jest bardziej złożony mechanizm przechowywania danych. To jest właśnie sedno środowiska GIS: przestrzenna baza danych, która ułatwia przechowywanie i wyszukiwanie danych określających granice przestrzenne, linie lub punkty badanych przez nas jednostek. Może się to wydawać trywialne, ale bez bazy danych przestrzennych większość eksploracji i analiz danych przestrzennych nie byłaby możliwa!
1.1.1 Oprogramowanie GIS
Dostępnych jest wiele aplikacji oprogramowania GIS – zarówno komercyjnych, jak i open source. Dwie popularne aplikacje to ArcGIS i QGIS.
1.1.1.1 ArcGIS
Popularnym komercyjnym oprogramowaniem GIS jest ArcGIS opracowany przez ESRI (ESRI, wymawiane ez-ree), była to kiedyś mała firma konsultingowa zajmująca się zagospodarowaniem terenu, która nie zaczęła tworzyć oprogramowania GIS aż do połowy lat 70. Środowisko ArcGIS obejmuje pakiet aplikacji, w skład którego wchodzą ArcMap, ArcCatalog, ArcScene i ArcGlobe. ArcGIS dostępny jest w trzech różnych poziomach licencji (basic, standard i advanced) i może być zakupiony z dodatkowymi pakietami. W związku z tym pojedyncza licencja może kosztować od kilku tysięcy dolarów do ponad dziesięciu tysięcy dolarów. Oprócz kosztów licencjonowania oprogramowania, ArcGIS jest dostępny tylko dla systemów operacyjnych Windows; więc jeśli Twoje miejsce pracy to środowisko oparte wyłącznie na komputerach Mac, zakup komputera PC z systemem Windows zwiększy wydatki.
1.1.2 QGIS
Bardzo wydajnym oprogramowaniem GIS typu open source (darmowym) jest QGIS. Obejmuje on większość funkcjonalności zawartych w ArcGIS. Jeśli szukasz aplikacji GIS dla środowiska Mac lub Linux, QGIS jest doskonałym wyborem, biorąc pod uwagę jego wieloplatformowe wsparcie. W obecnych wersjach QGIS wbudowane są funkcje z innego oprogramowania open source: GRASS. GRASS istnieje od lat 80. i ma wiele zaawansowanych funkcji manipulacji danymi GIS, jednak jego obsługa nie jest tak intuicyjna jak w przypadku QGIS lub ArcGIS (stąd preferowana alternatywa w postaci QGIS).