Wśród zmian, które wprowadza nowa wersja wytycznych wydanych przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii, szczególnie interesująca jest wynikająca z nich możliwość integracji cyfrowych danych tematycznych z opracowywanymi równolegle bazami danych referencyjnych - BDT i zwłaszcza VMapą poziomu drugiego. Jednym z kolejnych kroków powinno być zbudowanie interoperacyjnego systemu informatycznego umożliwiającego łączne przetwarzanie cyfrowych danych tematycznych zgromadzonych w Głównym Urzędzie Geodezji i Kartografii (GUGiK), Państwowym Instytucie Geologicznym (PIG) oraz Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW). Wcześniej jednak należy ponownie zdefiniować pojęcie "podkładu topograficznego" - spójnego systemu referencyjnego będącego geometryczną kanwą dla opracowań tematycznych.

Brak jednolitości

Dobrze ugruntowane pojęcie klasycznej mapy analogowej zastępowane jest obecnie przez bazę danych przestrzennych wizualizowaną na ekranie komputerowym. Współczesna geoinformatyka rozróżnia przy tym cyfrowe modelowanie kartograficzne "zorientowane na prowadzenie analiz przestrzennych" (ang. analysis-oriented) oraz "zorientowane na jakość prezentacji kartograficznej" (ang. display-oriented). Z pierwszym sposobem modelowania związane jest pojęcie numerycznego modelu krajobrazu (ang. digital landscape model - DLM), z drugim zaś numerycznego modelu kartograficznego (ang. digital cartographic model - DCM).

W rozległej terminologii GIS warto zwrócić także uwagę na inny podział o charakterze dychotomicznym. Powstające współcześnie bazy danych rzadko mają charakter "uniwersalny". Z reguły opracowywane są tzw. bazy referencyjne - zawierające podstawową treść topograficzną oraz bazy o charakterze tematycznym gromadzące dane specjalistyczne, dotyczące np. zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego. Bazy tematyczne powinny mieć oczywiście odniesienie przestrzenne do danych referencyjnych. Problemem jest budowa różnych baz tematycznych z wykorzystaniem różnych systemów referencyjnych lub, co zdarza się niestety częściej, opracowywanie cyfrowych danych tematycznych z wykorzystaniem niezbyt aktualnych analogowych map topograficznych różnych edycji. Wzajemna integracja tak skonstruowanych baz danych przestrzennych jest wówczas niezmiernie czasochłonna, a także, co równie istotne, kosztowna.

Bazy danych tematycznych

Kartografia tematyczna rozwija się w Polsce od kilkudziesięciu lat, ale dopiero w latach 90. XX wieku nastąpiło znaczne przyspieszenie w tej dziedzinie. Niemal jednocześnie rozpoczęto opracowywanie pięciu baz danych tematycznych i wydawanych na ich podstawie seryjnych map w skali 1:50 000, przedstawiających różne elementy zagadnień geośrodowiskowych. Opracowania te, realizowane przez trzy państwowe instytucje (GUGiK, PIG oraz IMGW), docelowo obejmą swym zasięgiem powierzchnię całego kraju. Obecnie opracowywane są następujące bazy danych tematycznych:

• Mapa sozologiczna Polski - GUGiK,
• Mapa hydrograficzna Polski - GUGiK,
• Mapa geologiczno-gospodarcza Polski (MGGP) - PIG,
• Mapa hydrogeologiczna Polski (MHP) - PIG,
• Mapa geośrodowiskowa Polski (MGP) - PIG,
• Mapa podziału hydrograficznego Polski - IMGW.

Bazy danych tematycznych realizowane na zlecenie GUGiK (sozologiczna i hydrograficzna) przez wiele lat opracowywane były na podkładzie cywilnej mapy topograficznej w skali 1:50 000. Najnowsza nowelizacja merytoryczna (zmiana modelu pojęciowego i zasad redakcji wersji analogowej) baz danych tematycznych GUGiK wiązała się także ze zmianą podstawowych danych referencyjnych. Współcześnie opracowywane bazy danych oparte są na danych topograficznych pochodzących z cyklu technologicznego VMapy poziomu drugiego.

Zmodernizowana technologia opracowania baz danych SOZO i HYDRO (wytyczne techniczne GIS-3 i GIS-4) wykorzystuje zatem topograficzne dane referencyjne zgromadzone w państwowym zasobie. Działanie to należy określić jako krok w dobrym kierunku, podobnie jak przyjęcie przez PIG koncepcji mapy geośrodowiskowej dla terenów zdegradowanych i podwyższonego ryzyka naturalnego opracowywanej na podstawie danych referencyjnych BDT. Bazy SOZO i HYDRO uwzględniają ponadto, opisane we wstępie, współczesne tendencje do dwupostaciowego modelowania danych przestrzennych (DLM i DCM). W terminologii zastosowanej w wytycznych GIS-3 i GIS-4 model krajobrazowy zwany jest mapą numeryczną, zaś model kartograficzny - obrazem kartograficznym. Rozróżnienie to pozwala zarówno na prowadzenie analiz przestrzennych, jak i na - zgodną z klasycznymi konwencjami kartograficznymi - poprawną wizualizację danych przestrzennych.

Udostępniony na stronach CODGiK (http://217.153.152.212/temap/temindex.html), opracowany w technologii ArcIMS, serwis internetowy umożliwia dostęp do metadanych związanych z bazami danych tematycznych SOZO i HYDRO. Dane te pozwalają na stwierdzenie, w którym roku i przez którą firmę został wykonany konkretny arkusz, a także - jaki podkład referencyjny został zastosowany.

Mapa Hydrograficzna

Mapa Hydrograficzna Polski jest mapą tematyczną przedstawiającą w syntetycznym ujęciu warunki obiegu wody w powiązaniu ze środowiskiem przyrodniczym, jego zainwestowaniem i przekształceniem. Mapa ta sporządzana jest na podstawie terenowego kartowania hydrograficznego, którego celem jest lokalizacja i graficzna interpretacja na podkładzie topograficznym wszystkich obiektów wodnych oraz zjawisk hydrologicznych. Na treść tematyczną mapy składają się następujące poziomy informacyjne:

• topograficzne działy wodne,
• wody powierzchniowe,
• wypływy wód podziemnych,
• wody podziemne pierwszego poziomu,
• przepuszczalność gruntów,
• zjawiska i obiekty gospodarki wodnej,
• punkty hydrometryczne pomiarów stacjonarnych.

Informacje zawarte w treści mapy pozwalają na identyfikację jednostek (np. zlewnia, dorzecze) i obiektów hydrograficznych (np. sieć rzeczna, zbiorniki wodne) oraz odwzorowanie stanu chwilowego stosunków wodnych danego obszaru, właściwych dla okresu kartowania terenowego. Natomiast informacje o zjawiskach i obiektach gospodarki wodnej mogą stanowić podstawę oceny przekształceń środowiska wodnego wywołanych działalnością gospodarczą człowieka.

Mapę hydrograficzną w wersji numerycznej tworzy zbiór danych, które są podstawą analizy przestrzennej i czasowej zjawisk oraz procesów hydrologicznych zachodzących na tle i w powiązaniu z pozostałymi elementami środowiska przyrodniczego. Mapa w postaci wydruku analogowego jest jednym z produktów końcowych opracowania kompleksowej bazy danych tematycznych, realizowanego w technologii GIS w środowisku MapInfo Professional. Mapa Hydrograficzna Polski nie jest wyłącznie opracowaniem naukowym, mającym na celu rejestrację zjawisk i obiektów wodnych lub wodnogospodarczych. Jej baza danych jest przydatna w rozwiązywaniu takich zagadnień społeczno-gospodarczych, jak:

• zaopatrzenie w wodę,
• projektowanie lokalizacji osiedli, inwestycji przemysłowych, hydroenergetycznych i wodno-melioracyjnych,
• opracowanie planów zagospodarowania przestrzennego,
• zabezpieczenie przed powodzią, względnie jej skutkami,
• inne zagadnienia związane z gospodarką wodną.

Mapa Hydrograficzna Polski wykonywana jest od 1985 r., początkowo jako produkt analogowy. Dwukrotnie modyfikowane wytyczne techniczne wprowadziły zmiany dotyczące zarówno części merytorycznej, jak i technologicznej opracowania, a także jego nazwy. Zmiany o charakterze merytorycznym wynikają głównie z dostosowania polskiego prawa do norm Unii Europejskiej. Zmodyfikowano również wzory znaków umownych stosowane na mapie tematycznej.

Zmiany technologiczne polegały na:

• modyfikacji i rozbudowie struktury warstw tematycznych,
• wprowadzeniu pojęcia obrazu kartograficznego jako wektorowej reprezentacji mapy analogowej,
• wykorzystaniu jako referencyjnej bazy danych topograficznych VMapy poziomu drugiego,
• opracowaniu zunifikowanego systemu kontroli jakości danych przekazywanych do zasobu,
• opracowaniu narzędzi informatycznych standaryzujących proces opracowania map,
• reorganizacji zasad opracowania uzupełniających baz danych,
• zachowaniu ciągłości technologicznej z dotychczasową wersją wytycznych poprzez automatyzację procesu konwersji archiwalnych opracowań do nowej struktury warstw tematycznych.

Mapa Sozologiczna

Mapa sozologiczna jest mapą tematyczną, przedstawiającą stan środowiska przyrodniczego oraz przyczyny i skutki zarówno negatywnych, jak i pozytywnych przemian zachodzących w środowisku pod wpływem różnego rodzaju procesów, w tym działalności człowieka, a także sposoby ochrony naturalnych wartości tego środowiska.

Mapa adresowana jest głównie do instytucji i urzędów ochrony środowiska oraz decydentów i planistów na szczeblach regionalnym, wojewódzkim, powiatowym i gminnym. Mapa sozologiczna w planowaniu przestrzennym jest szczególnie przydatna w zakresie lokalizacji nowych obiektów gospodarczych (w tym przemysłowych) i komunalnych (w tym mieszkaniowych), a także ośrodków rekreacyjnych itp.

Baza danych sozologicznych jest źród­łem informacji o stanie zanieczyszczenia, zagrożeń środowiska przyrodniczego, narzędziem do badania i diagnozowania jego stanu w aspekcie ilościowym, systematyzującym i prognostycznym. Może być wykorzystana do opracowania syntetycznego wskaźnika stanu środowiska przyrodniczego różnych jednostek przestrzennych, a jej wersja numeryczna daje możliwości pozyskiwania, gromadzenia i wizualizacji danych geograficznych, przy permanentnej aktualizacji bazy danych.

Na treść tematyczną mapy składają się grupy elementów uszeregowane w kilku poziomach informacyjnych:

• formy ochrony środowiska przyrodniczego,
• degradacja komponentów środowiska przyrodniczego,
• przeciwdziałanie degradacji środowiska przyrodniczego,
• rekultywacja środowiska przyrodniczego,
• nieużytki,
• oznaczenia uzupełniające.

Formalne zasady opracowania mapy sozologicznej zaczęto modyfikować w roku 2002, analogicznie do mapy hydrograficznej. W związku z położeniem szczególnego nacisku na opracowanie bazy danych tematycznych zmieniono nazwę wytycznych technicznych na: GIS-4 Mapa Sozologiczna Polski, skala 1:50 000 w formie analogowej i numerycznej.

Jednorodna baza referencyjna

Opracowanie i wdrożenie w Polsce spójnej infrastruktury danych przestrzennych wymaga działań głównie w zakresie uspójnienia prac dotyczących baz referencyjnych: BDT, VMapy i BDO [patrz GEODETA 1/2005]. Działanie to może być jednak niewystarczające, jeśli powstające równolegle bazy tematyczne będą opracowywane na podstawie starych map analogowych różnych edycji o różnej, z reguły niezadowalającej, aktualności. Od początku 2004 r. dla obszaru całego kraju dostępna jest baza danych topograficznych VMapa poziomu drugiego i jednocześnie realizowana jest koncepcja urzędowej bazy danych topograficznych (BDT) opracowywanej na poziomie skalowym 1:10 000, której celem jest zasilanie danymi przestrzennymi zarówno systemów produkcji map topograficznych, jak i systemów informacji geograficznej. Sensowne zatem wydaje się stosowanie tak rozumianych danych referencyjnych do opracowania wszystkich wykonywanych w kraju baz danych tematycznych. Umożliwi to prowadzenie analiz przestrzennych z wykorzystaniem spójnego w skali kraju i relatywnie aktualnego cyfrowego modelu danych geograficznych.

Działanie takie jest uzasadnione także z punktu widzenia uczestnictwa Polski w projekcie INSPIRE. Wymogiem projektowanej dyrektywy jest zgromadzenie w państwowym zasobie podstawowych danych referencyjnych, a także ich stosowanie przy opracowywaniu specjalistycznych baz danych.

Opracowanie funkcjonalnej koncepcji SDI w Polsce wymaga jednak także podjęcia prac nad ujednoliceniem opracowania baz danych tematycznych wykonywanych przez różne instytucje. Można to rozumieć jako model zintegrowanej bazy danych geośrodowiskowych lub - co bardziej racjonalne - jako ideę opracowania systemu interoperacyjnego umożliwiającego łączne przetwarzanie danych zgromadzonych w rozproszonych bazach danych. To ostatnie rozwiązanie umożliwi z jednej strony - zachowanie dotychczasowych linii technologicznych produkcji map tematycznych, z drugiej zaś - pełną integrację zarówno topograficznych, jak i tematycznych baz danych przestrzennych. Możliwe będzie prowadzenie - z wykorzystaniem dowolnego narzędzia GIS - złożonych analiz przestrzennych na podstawie dowolnie wybranego zestawu różnorodnych i spójnych zarazem danych geograficznych.

Metadane dla użytkownika

Budowa infrastruktury danych przestrzennych i szerzej - społeczeństwa informacyjnego w Polsce wymaga powszechnej edukacji geoinformacyjnej, lecz także niereglamentowanego dostępu do informacji. Informacja ta nie musi być przy tym rozumiana jako bezpłatny dostęp do danych źródłowych, istotny jest natomiast dostęp do metadanych - danych o danych. Dystrybucja tych informacji odbywać się może np. poprzez powszechnie dostępne serwery gromadzące usystematyzowane informacje o produktach geodezyjno-kartograficznych. Istotne jest przy tym, aby informacje te były prezentowane w spójnej i zrozumiałej dla użytkownika formie, a także - o ile to możliwe - w jednym miejscu. Jedno z praw Murphy’ego głosi, iż pożądana informacja albo nie jest dostępna, albo przekazywana jest w skrajnie niefunkcjonalnej formie (np. prędkość wyrażana w wiorstach na tydzień).

Dla użytkowników (czy raczej potencjalnych użytkowników) baz danych tematycznych opracowywanych w Polsce na zlecenie różnych instytucji istotny jest właśnie dostęp do metadanych (informacji o tym, czy dany arkusz jest opracowany, kto go wykonał, kiedy, gdzie i za ile można go kupić, a także jaki jest format dystrybucyjny produktu).

Na serwerze Zakładu Kartografii PW zamieszczono opracowany w ramach pracy dyplomowej Adama Maja serwis internetowy (http://st.gik.pw.edu.pl/AMaj/index.html) gromadzący metadane o bazach danych tematycznych powstających w Polsce. Portal pozwala na dostęp do zunifikowanej informacji o zróżnicowanych tematycznie produktach Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii, Państwowego Instytutu Geologicznego oraz Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.  

dr Renata Graf, prof. dr hab. Alfred Kaniecki,
prof. dr hab. Stefan Żynda,
(Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu)
dr inż. Robert Olszewski
(Politechnika Warszawska)

---

Literatura:

• Sikorska-Maykowska M., Olszewski R., 2005: Koncepcja harmonizacji baz danych tematycznych GUGiK i PIG w oparciu o jednorodny system danych referencyjnych, III Ogólnopolskie Sympozjum Geoinformacyjne na temat "Geoinformacja w badaniach przestrzennych";
• Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R.: Jedna referencyjna baza danych topograficznych. Czy to możliwe?, GEODETA 1/2005;
• Olszewski R., Stankiewicz M.: Mapy sozologiczna i hydrograficzna - czy zintegrowana baza danych o środowisku geograficznym?, Materiały Ogólnopolskiej Konferencji Kartograficznej "Kartografia w kształtowaniu środowiska geograficznego", tom 25, Poznań 2004;
• Olszewski R.: VMap L2 i TBD jako referencyjne systemy topograficzne dla opracowań tematycznych, Materiały Seminarium "Infrastruktura Danych Przestrzennych w Polsce i Europie", AR Wrocław, 2004.

---

Polska SDI

Koncepcja budowy krajowej infrastruktury danych przestrzennych (ang. Spatial Data Infrastructure - SDI) w Polsce zakłada opracowanie kilku baz danych przestrzennych gromadzących podstawowe dane referencyjne (topograficzne lub ogólnogeograficzne) i będących zarazem swoistą kanwą geometryczną dla pochodnych opracowań tematycznych. Obecnie w skład Krajowego Systemu Informacji Geograficznej (KSIG) wchodzą m.in.:

• Baza Danych Ogólnogeograficznych - BDO (dokładność geometryczna odpowiadająca opracowaniom analogowym w skali 1:250 000 i mniejszych),
• VMapa poziomu drugiego - VMapa L2 (dokładność geometryczna odpowiadająca skali 1:50 000),
• Baza Danych Topograficznych - BDT (dokładność geometryczna odpowiadająca skali 1:10 000).