1

Aplicații ale programului ArcGis în Transporturi

1. Introducere în GIS

1.1. Definiții

Fie că dorim să plecăm într-o vacanță, într-un loc mai îndepărtat sau nu așa de

bine cunoscut, sau că nu vrem să fim surprinși în mijlocul unui dezastru natural în călătoria

noastră, avem nevoie de un așa-zis ”înger păzitor”, deși un termen mai bine ales l-ar

reprezenta un ”înger bine informat”. Acesta ar fi echivalentul sistemului GIS.

O definiție riguros științifică ar putea suna cam așa: un calculator capabil să

asambleze, să păstreze, să manipuleze și să afișeze informații geografice specifice, de

exemplu informații identificate în funcție de locații. GIS este o abreviere de la Geographical

Information System și este o tehnologie bazată pe calculator pentru cartografierea și analiza

entităților de pe suprafața terestră. Mai pe larg, un sistem GIS este un sistem folosit pentru

modelarea informației, proceselor și structurilor, care reflectă lumea reală, inclusiv

evenimentele trecute, pentru a putea înțelege, analiza și gestiona resurse și facilități. Un

sistem GIS poate fi descris ca sistem de gestiune a unei baze de date, care de regulă prezintă

utilizatorului datele într-un mod interactiv grafic, care poate fi interogată și analizată. Cu toate

acestea, GIS nu este un sistem pur hardware, el este un ansamblu constituit din echipamente

de calcul, programe, persoane, metode și norme ce permite procesarea de date și exploatarea

de hărți geo-topografice.

1.2. Componente

Datele spaţiale constituie partea centrală a unui GIS şi conţine hărţi sub formă digitală.

Acestea sunt materializate prin fişiere conţinute într-o bază de date spaţială ( BDS ) .

În cadrul unui GIS reprezentarea internă a unei hărţi se face în două sisteme :

- sistemul vector ;

- sistemul raster .

2

Sistemul vector se bazează pe primitivele grafice . Primitiva grafică este cel mai mic

element reprezentabil grafic utilizat la crearea şi stocarea unei imagini vectoriale . Sistemul în

cauză se bazează pe cinci primitive grafice :

- punctul ;

- arcul ;

- poligonul ;

- corpul .

Obiectele cartografice simple sunt alcătuie din primitive , iar cele mai complexe (obiecte

geografice) sunt obţinute din combinarea elementelor simple .

Punctul – unitatea elementară în geometrie care nu are nici suprafaţă nici dimensiune.

El reprezintă o poziţionare în spaţiu cu 2 sau 3 dimensiuni . Fiecare punct va fi înregistrat într-

un fisier sub formă de table care conţine două coloane . În prima coloană va apărea un nr. de

identificare ( cod unic ) , iar în cea de-a doua coloană coordonatele punctului în sistemul de

referinţă ales . Pentru ca aceste puncte să fie afişate pe monitor sau imprimantă , se scrie un

program ( într-un limbaj de programare ) care va conţine instrucţiuni cu privire la

configurarea ecranului , la citirea din fişier a numerelor ( coordonate ) şi a instrucţiunilor de

afişare pentru echipamentul de ieşire .

Arcul - o succesiune de joncţiuni între o succesiune de puncte . Reprezintă o entitate

dublă ce reuneşte două sau mai multe puncte orientată direct în sensul parcursului , de la

punctual iniţial la cel final .Ca şi în cazul punctelor înregistrarea pe disc se face sub formă

tabelară , astfel în prima coloană vom avea nr. de identificare , iar în cea de-a doua coloană

vor fi trecute toate coordonatele segmentelor care formează arcul .

Nodul – este definit ca o extremitate de arc , prin urmare nu trebuie confundat cu

notiunea de arc . Un arc este mărginit de un nod de origine şi de un nod de destinaţie – nodul

indică sensul de parcurgere al arcului . În această situaţie fişierul va conţine 4 coloane ,

primele 2 deja cunoscute la care se mai adaugă o coloană cu , coordonatele nodului iniţial şi o

altă coloană cu , coordonatele nodului final .

Poligonul – este delimitat de un parcurs de arce , ele însele fiind conectate de noduri

definite într-un graf planar ( comanda care generează arcul ) .În mod obligatoriu , unui

poligon , îi este ataşat un nod izolat numit centroid . Acest nod privilegiat permite construirea

3

suprafeţelor în jurul lui , pînă la limitele formate de arcele întalnite . Combinaţii de poligoane

formeză suprafeţe bidimensionale sau tridimensionale.

Volumele ( Corpuri ) - Există anumite pachete de programe care oferă posibilitatea

de a lua în considerare , de a calcula şi de a prezenta prisme sau volume simple . Ele

aproximează cu o precizie suficientă volumele de pe hărţile reprezentate în trei dimensiuni ( 3

D ) , reprezentare care se face prin diferite tehnici cum ar fi izoliniile , TIN etc .

Modele vectoriale

Modelul este o reprezentare convenţională a structurilor de date într-un context precizat , în

care se identifică natura datelor ( primitive gafice ) , operatorii care acţionează asupra

structurilor de date , precum şi restricţiile impuse pentru menţionarea corectitudinii datelor (

reguli de înregistrare ) .

Sistemul de reprezentare vector a generat mai multe modele , dintre care cele mai importante

sunt :

- modelul spagheti ( utilizează primitivele punct şi arc ) ;

- modelul topologic de reţea ( topologic liniar ) ;

- modelul topologic de suprafaţă ( topologic în două dimensiuni ) .

Modelul Spagheti – este un model relative simplu privitor la gestiunea geometriei

obiectelor avand ca scop principal desenarea acestora . Acest model utilizează punctual şi

arcul , iar cel mai important de meţionat este că poligonul e rezultatul închiderii unui arc şi nu

e prvit ca o primitivă grafică ( este necunoscut ) . Există însă şi dezavantaje în cazul folosirii

acestui model şi anume :

- graful nu este întotdeauna planar ( poligoanele se pot suprapune ) ;

- fiecare arc este independent ( pot apărea linii dublate ) ;

- fiecare poligon poate descris în mod independent de celelalte poligoane , prin arcul

care îl delimitează ( este recunoscut prin arcul închis care formează conturul său ) .

În general fişierele DXF sunt de tip spagheti , ele pot fi citite şi afişate de de produsele GIS ,

dar nu şi prelucrate . Pentru a putea fi prelucrate acestea trebuie supuse unor operaţii (

conversii ) , rezultatul fiind un fişier propriu al produsului GIS respective .

4

Modele topologice

Topologia studiază poziţia relativă a obiectelor independente de forma lor exactă , de

localizarea lor topografică şi de mărimea lor . Cu alte cuvinte exprimă relaţia spaţială dintre

primitivele grafice fiind vorba de o localizare fără coordinate . De ex. topologia unui arc

include definirea nodului de origine şi a nodului de destinaţie .

Existenţa relaţiilor topografice permite o analiză geografică mai eficientă , cum ar fii

modelarea scurgerii lichidelor pe reţelele de apă / canal , combinarea poligoanelor (

suprafeţelor ) cu caracteristici similare .

Modelul topologic de rețea – adaugă modelului spagheti entitatea numită nod . Există

noduri izolate , independente de reţeaua de conexiuni precum şi noduri legate . Se utilizează

cu precădere în hărţile ce reprezintă distribuţii într-o reţea (cabluri telefonice , electricitate ,

gay etc ) . În acest caz înregistrarea se face sub forma a două tabele , unul pentru codificarea

topologică şi altul pentru lista coordonatelor punctelor ce formează arcele , respectiv reţeaua .

Modelul topologic de suprafață – este complet , suprafaţa este construită oblogatoriu

în jurul unui nod izolat , care nu aparţine parcursului arcelor . Apariţia suprafeţei induce două

oscilaţii suplimenatre : un arc are obligatoriu un singur poligon la stanga şi un singur poligon

la dreapta şi graful este obligatoriu planar .

Modelul topologic de suprafaţă formează o acoperire , adică reuniunea tuturor

suprafeţelor este egală cu suprafaţa totală a hărţii , de unde şi noţiunea de coverage .

SISTEMUL RASTER – generează un singur model numit model raster sau model

matricial . Este compus din celule mici de formă pătrtă sau dreptunghiulară , avand o

suprafaţă de regulă egală cu rezoluţia sistemului ( nu întotdeauna pixelul este considerat

unitate de referinţă , ci celula , convenţională care este formată din mai mulţi pixeli .

Reprezentarea internă a hărţii poate să coincidă sau nu cu rezoluţia monitorului sau a altor

echipamente . În cazul în care monitorul are o rezoluţie mai slabă decat cea reprezentată

intern , harta vizualizată va avea acurateţea monitorului , adică mai slabă , iar dacă monitorul

are rezoluţie mai bună , afişarea se va face la nivelul rezoluţiei interne.

Modelul raster este simplu , el conţinand două entităţi : celula şi imaginea . O celulă

nu are decat o singură valoare care este valabilă pe toată suprafaţa celulei . Poziţia ei este

definită prin nr. de linie şi nr. de coloană într-o imagine şi numai una . Obiectele geografice

5

nu pot fi recunocute decat după tema imaginii şi valoarea de atribut a fiecărei cellule . Fiecare

imagine este definită de tema sa şi de un nr. de imagine , iar teritoriul care conţine această

imagine este definit de coordinate şi de extremităţi .Se poate rezuma:

CELULA IMAGINEA

Valoare temă

- nr. linie nr. imagine

- nr. coloană X , Y minim

X , Y maxim

Se utilizează denumirea de imagine raster şi din această imagine în urma procesării ei şi a

codificării proprii unui soft cartografic ( sau GIS ) va rezulta o hartă digitală .

Spre deosebire de modelele vector în care originea este în stanga jos , aici originea este în

stanga sus . Fiind o reprezentare matriceală se materializează printr-un fişier care va conţine

numerele respective . Numărătoarea celulelor merge de la stanga la dreapta şi de sus în jos ,

iar înregistrarea fizică a imaginii este o singură coloană de numere ce pot fi reprezentate

intern prin bytes , nr. întregi sau numere reale .

Reprezentarea unui nr. pe un byte implică 8 biţi şi deci 256 de posibilităţi , iar în cazul

numerelor întregi avem gama – 32768 pînă la 32767 adică 65435 de variante .

O altă metodă mai eficientă de stocare a datelor raster este cea bazată pe structura quad-tree .

Are următorul principui : imaginea este împărţită în patru rezultand patru pătrate sau

dreptunghiuri ( quadrante ) , iar fiecare quadrant se împarte din nou în patru . Procedeul se

repetă pană se obţin quadrante cu o structură omogenă ( au aceeaşi valoare a pixelilor ) .

Imaginea raser va fi asociată cu un table de pointere care localizează quadrantul din cadrul

descompunerii şi un table de indici care arată de cate ori a fost împărţit quadrantul .

O mulţime de pixeli învecinaţi formează linii şi arii poligonale .Acestea nu conservă

continuitatea spaţiului real – se deformează realitatea spaţială . Mărimea acestei deformări se

face în funcţie de rezoluţia utilizată .

6

Calitatea imaginilor raster este pusă în valoare atunci cand se reprezintă fenomene de mare

variabilitate ( altimetria şi batimetria ) .

Datorită simplităţii lor , reprezentările raster se pretează la anumite tipuri de analiză , iar

programele folosite aici sunt mai simple decat cele utilizate pentru modelele vectoriale .

1.3. Domenii de utilizare

Domeniile de utilizare ale GIS sunt foarte variate, toate având însă un punct comun

de pornire: identificarea elementelor de interes pe baza poziției lor geografice. Iată o serie

de aplicări posibile ale tehnologiei GIS:

Administraţie Publică Locală (consilii locale, consilii judeţene, prefecturi, primării)

Administraţie Guvernamentală (petrol, transport gaz , transport energie electrică,

Drumuri , căi ferate etc.)

Utilităţi (reţele de telefonie , apă , canal , electricitate , gaz etc.) ;

Întreprinderi cu resurse răspândite spaţial (combinate , exploatări miniere,

Distribuitori combustibili , turism , asigurări , poşta etc.) ;

Apărare, Educaţie , Sănătate , Management , Arheologie , Geologie , Topografie ;

Oficiile Judeţene de Cadastru , Geodezie şi Cartografie ;

Birourile de Carte Funciară ;

Editori de hărţi şi atlase ( şcolare , turistice etc .) ;

Departamentele de marketing din cadrul companiilor ce-şi distribuie produsele / serviciile

la scară largă ( mondial , continental , naţional , regional , zonal ) ;

Asociaţii de producători agricoli ;

Instituşii / direcţii de statistică ;

7

Comandamentele de apărare civilă ;

Armată ;

Pompieri etc .

Aplicaţii punctuale ale GIS în domeniile amintite mai sus ( un GIS este folosit pentru ) :

Administrarea infrastructurii edilitare ( reţele de transport rutier , de alimentare cu apă

, de canalizare , de alimentare cu energie electrică , telefonie , igienizare etc.);

Planificarea şi dezvolatrea urbanistică ( delimitarea categoriilor de terenuri intravilane

, strategii de dezvoltare citadină etc .) ;

Cadastrele teritoriilor administrative ;

Administrarea economică , tehnică şi juridică a obiectivelor aflate în patrimonial

primăriilor , consiliilor locale ;

Managementul terenurilor şi lucrărilor agricole ( tipul / categoria trenurilor ,

potenţialul de exploatare , planificarea transporturilor pentru lucrări , aprovizionare ,

recoltare ;

Cadastru agricol ( evedenţierea parcelară a terenurilor şi a proprietăţilor ) ;

Administrarea explotărilor forestiere ( valorificări silvice , monitorizarea pădurilor ,

dezvoltarea fondului forestier , evidenţieri ale potenţialului economic etc. ) ;

Gestionarea reşelelor de linii electrice ( de înaltă şi de medie tensiune ) ;

Gestionare reţelei feroviare ( conducerea / monitorizarea efectivă a traficului feroviar ,

amplasarea tipologia căilor ferate , a staţiilor şi a nodurilor feroviare ) ;

Apărarea civilă ( evidenţa infrastructurii din teritoriul arondat , evaluari ale situţiilor

din teren , simulări ale acţiunilor de protejare sau de salvare a populaţiei etc. ) ;

Aplicaţii servind siguranţa traficului ( rutier , feroviar , aerian , naval ) ;

Aplicaţii de ghidare automată a vehiculelor îîn trafic ;

8

Hărţi informative de ghidare turistică ( informare interactivă asupra obiectelor de

interes turistic şi a traseelor / rutelor prin care se ajunge la acestea ) ;

Documentaţii pentru stabilirea drepturilor de proprietate ale întreprinderilor de stat

asupra terenurilor aferente ( H.G 834 / 1991 ) ;

Proiectarea şi extinderea sistemelor de irigaţii în agricultură ;

Simulări de aplicţii militare – suportul logistic al aplicaţiilor reale ;

Organizarea recemsămantului şi administrarea datelor demografice ;

Studii pedologice . Szudii privind poteţialul economic al terenurilor ;

Organizarea colectării şi depozitării deşeurilor ;

Organizarea şi gestionarea de circumscripţii ( de votare , financiare , medicale etc);

Studii ( cercetări şi propuneri ) privind protecţia mediului ;

Studii culturale ;

Geo-marketing : amplasarea investiţiilor şi arondarea potenţialului pieţei etc .

2. Funcțiile GIS

Funcțiile GIS sunt grupate în patru mari categorii, astfel:

a) Introducerea și verificarea datelor

Înainte de a ajunge intr-un proiect GIS, datele spaţiale se află in fişiere, hărţi şi

tabele având ca suport hârtia, aerofotograme, imagini satelitare etc .

Introducerea datelor reprezintă procesul de convertire a datelor din forma existentă

într-o formă ce poate fi utilizată de un GIS. Transformarea harţilor aflate pe suport hârtie in

format digital se poate face prin digitizare sau scanare urmată de vectorizare. Pe langă

introducerea datelor grafice ce sunt stocate in hărţi , mai trebuie introduse si atributele.

Introducerea lor se poate face manual de la tastatură sau se introduc din fişiere digitale

existente. Întotdeauna in GIS datele introduse trebuie să fie verificate deoarece pot sa apară

9

erori fie în timpul procesului de introducere a datelor fie că există în datele de intrare ducând

în final la interpretări greşite ale rezultatelor.

b) Stocarea datelor și managementul bazei de date

În GIS datele sunt stocate in DBMS-uri sub formă de tabele precum si in hărţi

ca straturi separate. Indiferent de sistemul ales, acesta trebuie să cuprindă funcţii pentru

actualizare, editare şi manipulare ale datelor de tip atribut si de tip grafic. Metodele de stocare

precum şi structura bazei de date pot limita funcţiile furnizate de GIS.

Funcţiile de manipulare sunt cerute pentru a ne ajuta in organizarea, corectarea si

actualizarea datelor, astfel incît analiza să fie executată eficient.

c) Analiza și modelarea datelor

GIS-ul are posibilitatea de a efectua analize si modelări ale datelor spaţiale

ceea ce- l distinge esenţial de celelalte tipuri de sisteme de informaţii. Un GIS ne permite să

executăm interogări şi analize prea costisitoare sau mari consumatoare de timp pentru studiul

lumii reale, ori prea dificile sau inadecvate în cazul folosirii altor tipuri de sisteme de

management a datelor.Există o mare varietate de funcţii de analiză utilizitate, multe dintre

acestea existând numai in GIS ce au ca rezultat posibilitatea de a integra date provenite de la

diferite surse pentru obţinerea unor informaţii satisfăcătoare . Posibilitatea de a intreba "ce se

întâmplă dacă" este un exemplu al capacităţii de modelare pe care o are GIS-ul .

După o analiză si o modelare completă a datelor, este necesar sa ne prezentăm rezultatele intr-

o anumită formă pentru interpretări.

d) Vizualizarea și ieșirea datelor

Calea pe care o alegem pentru iesirea rezultatelor depinde de multi factori cum

ar fi costul sau timpul utilizat . Afişarea rezultatelor se poate face prin vizualizare pe monitor

sau în cazul unei prezentări finale a hărţilor , ale anumitor analize şi interogări se utilizează

10

plottere sau imprimante. În alte cazuri datele sunt păstrate sub formă de fişiere ce vor face

obiectul unor viitoare analize.

Principala calitate a pachetului de programe GIS este capacitatea sa de a face posibilă

efectuarea unor analize geografice si a unor operţii specifice :

- operatii spţiale cu ajutorul cărora se poate acţiona asupra datelor unuia sau mai multor

straturi;

- operaţii necesare pentru interogarea (query) bazelor de date (interogări grafice: care sunt

valorile atributelor acestor entitati? , interogări atribut: unde sunt localizate entităţile care au

aceste valori ale atributelor? sau interogări formulate cu ajutorul limbajelor de interogare

(SQL) de genul: care sunt parcelele de teren cu suprafată mai mare de 0,3 ha şi care se află la

o distantă mai mică de 1 km de şosea?)

- algebra cartografică (funcţii care permit generarea de noi straturi de informatie geografică

utilizând operaţii matematice sau logice);

- functii de interpolare a datelor spaţiale (modelare digitală a terenului DEM );

- analize ale reţelelor care permit rezolvarea unor probleme specifice cum ar fi: determinarea

traseelor optime în operatii de transport, colectare sau distribuţie urmărind diferite criterii

(timp minim, distanţă minimă) incluzând eventual o serie de constrângeri (gabarit, capacitate

portantă ) .

3. Descrierea programului ArcGis și modul de lucru

ArcGIS este un produs al companiei ESRI, poate cel mai utilizat dintre softurile GIS

la nivel mondial la ora actucală. Compania a fost fondată in 1969 (Environmental Systems

Research Institute), având sediul in Redlands, California, USA. Iniţial compania este centrată

pe principiul organizării şi analizei informaţiilor geografice, realizând proiecte în special de

reconstrucţie a unor oraşe, pe măsura trecerii timpului dezvoltându-se tot mai mult în direcţia

dezvoltării unui set de aplicaţii care să poată fi utilizat într-un mediu computerizat pentru a

crea un sistem informaţional geograpic (GIS sau SIG). Aceasta este ceea ce azi se numeşte

tehnologia GIS, compania având ~2700 de angajaţi şi utilizatori în peste 150 de ţări, fiind în

continuă dezvoltare.

11

Principala diferenţă dintre o hartă GIS şi una statică, de hârtie sau digitală e că prima

are calitatea de a fi dinamică. Pe hărţile statice se pot observa elementele componente ale

hărţii, se pot face măsurători aproximative, însă nu se pot face analize complexe, repectiv nu

se poate realiza legătura cu o bază de date spaţială, ca în cazul hărţilor realizate cu un GIS.

ArcGIS este numele unei familii de produse oferite de firma ESRI. ArcGIS include 3 nivele

de licenţă: ArcView, ArcEditor, ArcInfo, toate au aceeaşi interfaţă, lucrează la fel, ceea ce

diferă este cât de mult pot oferi în analiza datelor geografice, astfel cea mai completă, cu mai

multe facilităţi decât celelalte este ArcInfo, urmează ArcEditor, apoi ArcView - fig.1

Fig. 1 Tipuri de licenţă ale programului ArcGIS

Fiecare produs ArcGIS Desktop include 2 aplicaţii: ArcMap şi Arc Catalog. ArcMap este

aplicaţia utilizată pentru a afişa şi edita date geografice, realiza analize geografice şi crea

rapoarte, grafice şi hărţi de calitate profesionale. ArcCatalog este specific pentru căutare,

management şi documentaţie legată de datele geografice.

Interfaţa aplicaţiei ArcMap este formată dintr-o casetă de afişare a layerelor (Table of

contents), aria în care se afişează harta, formată din layerele curente (map display area), bara

cu meniuri, bara standard, respectiv alte aplicaţii vizibile în funcţie de necesitatea

utilizatorului ( Edit, Spatial Analyst, Georeferencing etc), bara pentru desenare şi bara cu

uneltele de bază pentru zoom, măsurare distanţe, accesare informaţii despre elementele din

hartă, găsirea unor elemente etc (fig. 2).

12

Fig. 2 Interfaţa aplicaţiei ArcMap

ArcMap cuprinde două modalităţi de vizualizare a datelor: data view (pentru explorare,

editare, analiză şi simbolizare a datelor), layout view (pentru aranjarea imaginii pentru

printare sau publicare în format digital şi aducerea unor elemente ale hărţii precum scară, titlu,

legendă, orientare). În modul data view se pot vizualiza o singură imagine la un moment dat,

pe când în layout view se pot vedea mai multe în acelaşi format pentru publicare sau printare.

În aplicaţia ce urmează vom folosi preponderent modul data view.

Aplicaţia cu care vom lucra este una referitoare, de exemplu, la oraşul Lipova şi cuprinde o

hartă formată din mai multe layere pe care le puteţi vedea afişate în partea stângă a spaţiului

de lucru, structura de arbore purtând denumirea de Lipova-Start. În cadrul acesteia sunt

cuprinse layerele: Instituţii, Obiective turistice, Limita oraş, Limita administrativă, Reţeaua

stradală, Râuri, Ape stătătoare, Parcuri. Ordinea acestor layere în caseta destinată acestora

este foarte importantă, întrucât stabileşte care dintre acestea trebuie să fie situate în topul

ierarhiei pentru a fi vizibile. Aceste layere, exceptând partea de reţea hidrografică şi parcurile

sunt cuprinse în cadrul unei baze de date care poartă denumirea de Lipova.mdb. Toate aceste

layere au în partea stângă un pătrat care dacă este bifat (check box) sugerează că layerul

respectiv este vizibil, bineînţeles şi în funcţie de poziţia acestuia în raport cu celelalte. Cu

toate acestea, două layere (Instituţii şi Obiective turistice) nu sunt vizibile deoarece a fost

definită o limită de 1:50000, astfel încât doar la o scară mai mare de această valoare layarele

pot fi vizibile (fig. 2). În bara standard există o casetă pentru scara hărţii, unde vom modifica

valoarea din acest moment cu o scară mai mare, şi anume 1:25000, moment în care toate

13

layerele sunt vizibile. Această limită a unui layer de a fi vizibil sau invizibil începând cu o

anumită valoare a scării poate fi definită în caseta Properties a fiecărui Layer (click-dreapta,

opţiunea Properties, General (fig. 3)

Fig. 3 Stabilirea limitei de scară la vizualizarea layerelor

Acelaşi efect se poate obâine şi utilizând instrumentul pentru Zoom in , astfel încât putem

vedea harta Lipovei la un grad mult mare de detaliere, fiind vizibile instituţiile şi obiectivele

turistice cu simbolurile lor, inclusiv denumirea aferentă a acestora (fig.4).

14

Fig. 4 Harta Lipovei la scara 1:25000

După utilizarea instrumtelor de mărire-micşorare a imaginii (Zoom in şi Zoom out), aceasta

poate fi mutată pentru a fi poziţionată în funcţie de utilizator, utilizând instrumentul Pan , iar

dacă dorim să revenim la imaginea iniţială în care se vede întreaga hartă, putem utiliza

instrumentul Full Extent , astfel obţinându-se imaginea din fig. 5.

Fig. 5. Harta Lipovei cu limita oraşului şi limita adiministrativă Full Extent

15

Pentru a afla o serie de informaţii despre elementele layerelor care alcătuiesc harta putem

utiliza instrumentul Identify . Putem folosi şi Zoom In pentru a mări zona în care se află

anumite pbiective turistice, spre exemplu Bazarul turcesc. Dacă vrem să aflăm informaţii

despre acest obiectiv, cu instrumentul Identify facem click pe acest element. Moment în care

se deschide o fereastră care afişează informaţiile conţinute în baza de date a layerului care

conţine elementul care ne interesează, în cazul nostru vom afla informaţii ca: ID-ul obiectului,

faptul că este un element vectorial de tip punct, numele obiectului, adresa şi numărul de

telefon, însă pe lângă aceste informaţii se mai pot introduce şi altele dacă adăugăm acest lucru

la baza de date (în Attribute Table). De asemenea în caseta cu informaţii despre obiectul

selectat se afişează şi locaţia acestuia în metri (fig.6).

Pentru a găsi locaţia unui anumit element în cadrul hărţii, în cazul în care cunoaştem

denumirea exactă, putem utiliza instrumentul Find , astfel dacă vom căuta locaţia centrului de

informare turistică vom scrie denumirea acestuia în dreptul casetei Find (Infocentrul turistic)

şi în partea de jos se afişează obiectul căutat în cazul în care a fost găsit. Căutarea se poate

face în toate layerele vizibile în momentul căutării sau numai în anumite layere, unde se

bănuieşte că se află obiectul căutat; se mai poate face căutare şi după adresă în cazul în care se

cunoaşte (fig. 7).

Fig. 6. Accesarea informaţiilor legate de un element cu Identify

16

Fig. 7. Găsirea unui element din hartă cu instrumentul Find

În cazul în care obiectul a fost identificat există posibilitatea selectării lui pe hartă, astfel încât

să fie individualizat faţă de celelalte, respectiv posibilitatea accesării informaţiilor legate de

obiect sau a schimbării scării la care se vede obiectul în momentul respectiv cu opţiunea click-

dreapta pe obiectul identificat şi alegerea unei opţiuni din lista oferită (fig. 8).

Fig.8 Determinarea locaţiei obiectului găsit cu Find, utilizând opţiunile oferite de meniu

17

Pentru măsurarea distanţelor dintre diferite obiecte de pe hartă se poate utiliza instrumentul

Measure . Harta cu care lucrăm conţine layere cu acelaşi sistem de referinţă, deci este o hartă

georeferenţiată şi deci se poate determina distanţa dintre obiecte. Astfel distanţa de la centrul

de informare turistică la Hotel Pajura este de aproximativ 444 m în linie dreaptă, dar distanţa

se poate măsura şi urmărind străzile care leagă două obiective, iar distanţa totală este suma

distanţelor segmentelor trasate cu instrumentul Measure (fig. 9).

Fig. 9 Determinarea distanţei cu instrumentul Measure

Pentru a afla alte elemente despre obiectele conţinute în diferite layere accesăm caseta

Properties (click-dreapta pe layerul care ne interesează) a layerului Instituţii. Aceasta conţine

mai multe tab-uri cum ar fi: General (apare numele layerului, dacă e vizibil, elemente de

limitare a vizibilităţii în funcţie de scară), Source (date despre layer, locaţia acestuia în

structura de arbore, tipul de obiect, geometria obiectelor din layer, în acest caz vectoriale de

tip punct, referinţa hărţii – în acest caz Stereo 70), Selection (setări legate de obiectele

selectate, culoarea sau simbolul cu care se afişează ca fiind selectate sau setările prestabilite în

soft), Display (setări legate de afişarea simbolurilor, scalarea acestora, transparenţă, realizarea

de legături de tip hyperlink), Symbology (alegerea simbolurilor de afişare a elementelor din

layer, modificarea acestora, modificarea culorii, dimensiunii şi poziţiei acestora, opţiuni de

reprezentare a elementelor layerului), Labels (setări legate de etichete, afişarea lor după un

anumit câmp din baza de date, mărimea lor, culoarea, poziţia, alte elemente de formatare a

etichetelor) (fig.10).

18

Fig. 10 Caseta Properties a layerului Instituții

Layerele Instituţii şi Obiective turistice au bifată şi opţiunea pentru afişarea etichetei (Label

Features), de aceea pe hartă la o scară mai mare de 1:50000 sunt afişate şi denumirile

obiectelor din layere (instituţii şi obiective turistice). Dacă dorim să afişăm pe hartă şi

denumirile parcurilor putem bifa opţiunea Label Features a layerului Parcuri şi acestea vor

apărea ca denumire deoarece în tab-ul Labels din caseta Properties a layerului Parcuri câmpul

NUME este câmpul implicit pentru afișarea etichetei.

La un anumit moment în partea superioară a interfeţei aplicaţiei ArcMap se pot afişa mai

multe sau mai puţine bare cu diverse unelte, astfel dacă dorim să realiză aplicaţii cu alte

meniuri decât cele implicite, prin click – dreapta în d reptul barei cu meniuri principale,

moment în care se deschide o lista derulantă din care putem alege un meniu prin bifare (cum

ar fi de exemplu Georeferencing sau 3D Analyst sau altele (fig. 11).

19

Fig. 11. Accesarea listei cu bare cu instrumente

Aplicaţia ArcCatalog este specializată pentru căutare, manegement

şi documentare. Reprezintă o fereastră în cadrul bazei de date GIS.

Prin ArcCatalog se pot accesa date stocate în calculator, în alte

reţele, inclusiv de pe Internet. Pentru a accesa datele se poate crea o

conexiune cu locaţia acestora. Colectiv, conexiunile create de

utilizator se numesc Catalog. ArcCatalog se accesează fâcând click pe

iconul din bara standard , interfaţa (fig.12) acestuia constă dintr-un

panel cu structură de arbore în partea stângă şi un panel de preview

în partea dreapta. În acesta din urmă se afişează conţinutul fişierelor

din stânga, respectiv locaţia şi atributul stocate în seturi de date

individuale. Tot aici se accesează şi metadata, o componentă

importantă a datelor geografice (date de spre date).

20

O altă aplicaţie este ArcToobox, cu iconul în bara standard , care

deschide caseta cu toate uneltele existente în soft; se poate accesa

atât din ArcMap, cât şi din ArcCatalog. Numărul de unelte oferite

depinde licenţa folosită, la fel ca în menţiunea de la începutul

referatului, ArcInfo oferă cele mai multe şi complexe unelte pentru

analiza datelor. Este de fapt o colecţie de unelte pentru analiza GIS,

management şi conversie a datelor și este reprezentată în figura

alăturată.

4. Utilizarea ArcGis în transporturi

În funcție de aspectele tehnice, rata de creștere și de fondurile disponibile, construirea

unui drum ar trebui să ia între 5 și 21 ani de la început până la finalizare. Cele mai importante

etape în construirea unui drum includ un studiu de fezabilitate, obținerea de finanțare inițială,

planificarea, proiectarea și de construcție. Obținerea de finanțare inițială este critică în cazul

în care proiectul poate trece apoi printr-un proces de planificare care implică atenuarea

mediului, prognoza de trafic, cerere de autorizare, și implicarea publicului. Planificarea de

transport este un proces important în asigurarea că cheltuielile și politicile de transport sunt la

fel de eficiente ca posibil. Inginerii de transport și cercetătorii, sprijinină acest proces prin

dezvoltarea și rularea de modele care prezic impactul potențialelor proiecte, de exemplu, într-

un anumit oraș, care ar fi impactul asupra traficului urban și emisiile fi dacă o rută

suplimentară ar fi adăugată? Sau în cazul în care liniile de tramvai sunt instalate in centrul

orasului? În acest fel, beneficiile de proiecte pot fi comparate cu costurile lor, precum și de

finanțare și de punere în aplicare prioritățile stabilite.

Analiza diferitelor scenarii posibile și pentru a găsi cea mai bună soluție eficientă este

esențială pentru a obține fonduri necesare la fiecare nivel. Unul dintre instrumentele de

analiza este Geographic Information Systems (GIS), care au fost utilizate pe scară largă în

domeniul Transporturilor.

21

GIS pentru Transporturi numit GIS-T de către Asociatia Americană de Stat a Autostradăzii și

Transporturilor a fost folosit pentru diverse scopuri:

Pentru a modela rute de călătorie ;

Pentru analiza planurilor anuale de îmbunătățire a identificării încălcărilor de reglementare a

zgomotului din jurul aeroporturilor ;

De la îmbunătățirea serviciilor de tranzit de-a lungul centrelor urbane întinerite la

planificarea byways pitorești zone de agrement, GIS oferă un cadru pentru a informa de

modele, cum ar fi cele utilizate pentru a prognoza îmbunătățiri de capital cererii de călătorie și

planul, și pentru a sprijini luarea de decizii strategice. În plus, aplicații GIS pentru a face

evaluările de mediu pot pune in lumina cu privire la consecințele diferitelor alternative de

transport.

Extensia "Network analysis", a setului de instrumente este dezvoltată pentru aplicații de

transport. Extensia ”ArcGIS Network Analyst” ne permite să construim un set de date de rețea

și să efectuăm o analiză pe un set de date rețea. Această extensie este compusă dintr-un număr

de piese, dintre care se vor parcurge unele. Ca un prim pas, este nevoie de creearea unui set de

date de rețea. Nu este posibil să adăugați doar străzile, caracteristica clasa a ”ArcMap”, și să

începeți să găseasăți rute mai scurte sau de a efectua alte analize de rețea. Caracteristici

simple, cum ar fi caracteristicile de linie care reprezintă străzile, nu sunt conștiente una de

alta. Ele nu știu că sunt conectate, iar conectivitate este indispensabilă pentru analiza

retelei. Seturi de date de rețea, însă, stochează caracteristica de conectivitata. Prin urmare, în

loc de a folosi direct caracteristica de stradă, avem nevoie de a crea un set de date de rețea în

”ArcCatalog” de pe străzi, iar apoi extensia ”Analyst ArcGIS Network” poate face referire la

setul de date rețea pentru tot. Bara de instrumente ”Analyst Network” în ”ArcMap” ofera

unele informații și funcționalități de uz general. De exemplu, ea ne permite să știm ce rețea set

de date, dacă există, este activă, ea ne permite să inspectăm atributele elementelor de rețea de

pe hartă cu ”Network Identify Tool” și ne permite să aleagem analizei de rețea pe care ne-o

dorim și posibilitatea de a creea layerul corespunzător analizei noastre de rețea. Alte butoane

utile pe bara de instrumente se numără butonul ”Directions”, care se deschide instrucțiuni

pentru navigarea turn-by-turn, butonul de rețea ”Analyst Window”, care arată sau ascunde

fereastra ”Analyst Network”, iar butonul ”Solve”, care generează rezultatele pentru analiza

noastră rețea .

22

Găsirea celei mai rapide rute pentru efectuarea unui set de opriri

Fie că se dorește găsirea unui traseu simplu între două locații sau unul care vizitează mai

multe locații, oamenii încearcă de obicei să ia cel mai bun traseu. Dar "cel mai bun traseu"

poate însemna lucruri diferite în situații diferite. Cel mai bun traseu poate fi cel mai rapid, cel

mai scurt, sau cel mai pitoresc traseu, în funcție de criteriile alese. În cazul în care criteriul

principal este timpul, atunci cea mai bună cale este cel mai rapid traseu.

Pentru a creea o astfel de rută este nevoie prima data sa ne axăm pe rețeaua unui oraș anume,

dacă acest set de opriri nu se extinde în afara orașului bineînțeles. Se creează setul de date de

rețea. Ca un al doilea pas, avem nevoie de a activa analiza de rețea(Network Analysis). Apoi,

se face clic pe ”Network Analyst” de pe bara de instrumente Network Analyst și se face clic

pe ”New Route”. După ce layerul analizei traseului se adaugă la fereastra Network Analyst, se

adauga opririle care trebuie vizita pe traseu. Apoi ”Network Analyst” calculează cea mai

apropiată locație de rețea și simbolizează stația(oprirea) cu simbolul localizat. Toate opririle

au un număr unic, care reprezintă ordinea în care acestea vor fi vizitate pe traseu. Secvența de

opriri poate fi modificată făcând clic pe o oprire în fereastra Network Analystși trăgându-l la o

altă poziție în listă.

Găsirea celei mai apropiate unități

Găsirea celui mai apropiat spital și stațiilor de pompieri de la locul desfășurării unui accident,

mașinile de poliție aflate cele mai aproape de locul săvârșirii unei crime, sau cel mai apropiat

magazin de adresa unui client sunt toate exemple de cele mai apropiate unitați care oferă

facilități. În timp ce găsim cele mai apropiate aceste facilități, putem specifica cât de multe să

fie găsite și dacă direcția de deplasare să se îndrepte spre eu sau nu. Odată ce am găsit cele

mai apropiate facilități, putem afișa cea mai bună rută de la ei sau spre ei, cât și costurile de

reîntoarcere pentru fiecare rută, șau afișarea direcțiilor către fiecare facilitate. În plus, se poate

specifica o eliminare a unei unități pe care Network Analyst nu ar trebui să o caute. De

exemplu, putem stabili o durată a traseului de 15 minute cu mașina de locul unui accident.

Orice spitale care iau mai mult de 15 minute pentru a ajunge nu vor fi incluse în rezultatele.

Network Analyst permite efectuarea mai multor analize simultan asupra celor mai apropiate

facilități.

Pentru a lucra cu această caracteristică se poate utiliza un set de date asemănator celui din

aplicația anterioară. Se crează un layer pentru cea mai apropiată facilitate din bara de

23

instrumente Network Analyst dând click pe ”Network Analyst”> ”New Closest

Facility”. Apoi, apare în fereastra ”Network Analyst”, împreună cu șase clase de analiză de

rețea: ”Facilities”, ”Incidents”, ”Routes”, ”Point Barriers”, ”Line Barriers”, and ”Polygon

Barriers”.

Crearea unui model pentru analiza rutelor

Unui dispecer care gestionează un parc de vehicule îi este de multe ori necesar să ia decizii cu

privire la rutarea unui vehicul. O astfel de decizie implică modul de atribuire cât mai bună a

uni grup de clienți la o flotă de vehicule și o programare pentru vizitele lor. Obiectivele în

rezolvarea problemelor cum ar fi rutarea vehiculelor (VRP) sunt de a asigura un nivel ridicat

de servicii pentru clienți și de a onora orice ferestră de timp păstrând în același timp costurile

totale de exploatare și de investiții pentru fiecare rută cât mai scăzut posibil. Constrângerile le

reprezintă finalizarea rutelelor cu resursele disponibile și în limitele de timp impuse de

schimburile de lucru, de conducătorul auto, vitezele de conducere și angajamentele clienților.

”Network Analyst” oferă o rezolvare a problemelor de rutare ale vehiculelor care poate fi

utilizată pentru a determina soluții pentru astfel de sarcini complexe de gestionare a flotei.

Configurarea traficului pe un set de date de rețea (network dataset)

Putem efectua analize de rețea prin intermediul ArcGIS Online Services. În figura 14 se

observă zonele în care sunt furnizate aceste servicii. Orice țară colorată în verde, galben sau

portocaliu indică faptul că ArcGIS Online oferă servicii pentru efectuarea de analize de

rețea. Verdele indică existența datelor de trafic la zi, dar și istorice, ceea ce înseamnă că

analizele noastre pot lua în considerare modificarea condițiilor de trafic pe baza observațiilor

curente și din trecut. Galbenul indică existența datelor de trafic istorice, astfel încât analizele

noastre, pot de asemenea, să schimbe condițiile de trafic, dar vitezele de deplasare se bazează

pe doar observații anterioare. Portocaliu indică că vitezele de deplasare statice sunt

disponibile.

Simbolul de umplere verde indică, de asemenea, faptul că ArcGIS Online ofera raporturi ale

traficului curent în zona.Prin conectarea unui set de date de rețea corect configurat pentru unul

dintre aceste rapoarte, putem încorpora datele de trafic curent în orice layer al analizei de

rețea (network analysis) pe care îl creăm în setul de date de rețea (network dataset).

24

Fig. 14. Zonele cu servicii ArcGis Online

5. Concluzii

GIS este un geosistem de baze de date geografice. Cu alte cuvinte, GIS tratează toate

caracteristicile geografice (spațiale) ca și înregistrări intr-o bază de date, și nu ca simple

grafice. Aproape toate conceptele dintr-o bază de date relaționară sunt percepute de GIS, dar

adăugând dimensiunea geografică.

Un GIS este un ansamblu de persoane, echipamente, programe, metode și norme

având ca scop culegerea, validarea, stocarea, analiza și vizualizarea datelor geografice. GIS-ul

este un instrument, bazat pe calculator, pentru realizarea hărților și analiza lucrprilor ce există

si a evenimentelor ce se petrec pe Pământ.

Tehnologia GIS combină operațiile uzuale de baze de date precum integrarea și

analiza statistică cu avantajele vizualizării unice și analizei geografice oferite de către hărți.

Aceste calități diferențiază GIS-ul de alte sisteme informatice, punându-l la dispoziția unui

public larg și variat sau al firmelor particulare în scopul explicării fenomenelor, predicției

efectelor și planificării strategiilor.

25

6. Bibliografie

1. Haidu, I., Haidu C., (1998), S.I.G. analiză spațială, Edit. HGA, Bucuresti

2. Amza, S. (2010), Contribuţii la realizarea sistemului informaţional al

cadastrului general, București

3. Imbroane, A. M., Moore, D., (1999), Inițiere în GIS și teledetecție, Edit. Presa

Universitară Clujeană, Cluj-Napoca

4. Irimuș, I. A., Vescan, I., Man, T., (2005), Tehnici de cartografiere, Edit. Casa

cărții de Știință, Cluj-Napoca

5. Heywood I., Cornelius S., Carver S., (1995), An Introduction to Geographical

Information Systemms, longman, Harlow, England

6. ***(1996), ArcView G.I.S., ESRI, Readland, USA

7. ***

http://www.caee.utexas.edu/prof/maidment/giswr2012/TermPaper/Motamed.pdf