Informatyka w geodezji i kartografii Wstęp. Andrzej Borowiecki Kraków 2009
Definicja informatyki Informatyka  (ang.  computer science ,  computing science ,  information technology ,  informatics ) – dziedzina nauki i techniki zajmująca się  przetwarzaniem informacji  – w tym: technologiami przetwarzania informacji  oraz  technologiami wytwarzania systemów przetwarzających informacje,  pierwotnie będąca częścią matematyki, rozwinięta do osobnej dyscypliny nauki, pozostającej jednak nadal w ścisłym związku z matematyką, która dostarcza podstaw teoretycznych przetwarzania informacji.
System informatyczny  – jest to zbiór powiązanych ze sobą elementów, którego funkcją jest przetwarzanie danych przy użyciu techniki komputerowej.  Na systemy informatyczne składają się obecnie takie elementy jak: - sprzęt; - oprogramowanie; - zasoby osobowe – ludzie; - elementy organizacyjne – czyli : -  procedury (procedury organizacyjne) korzystania z systemu informatycznego, instrukcje robocze itp. - elementy informacyjne;  - bazy wiedzy – ontologie dziedziny/dziedzin, w których używany jest system informatyczny – na przykład podręcznik geodezji
Sprzęt  – obecnie głównie komputery, oraz  - urządzenia służące do przechowywania danych (rejestratory, karty pamięci) - urządzenia służące do komunikacji między sprzętowymi elementami systemu - urządzenia służące do komunikacji między ludźmi a komputerami - urządzenia służące do odbierania danych ze świata zewnętrznego –  nie od ludzi (na przykład czujniki elektroniczne, kamery, skanery, sprzęt geodezyjny) - urządzenia służące do wpływania systemów informatycznych na świat zewnętrzny – elementy wykonawcze  (na przykład silniki sterowane komputerowo, roboty przemysłowe, podłączony do komputera ekspres do kawy, sterowniki urządzeń mechanicznych) - urządzenia służące do przetwarzania danych nie będące komputerami
Rola i miejsce informatyki w geodezji Pomiary w terenie  : sprzęt elektroniczny zawierający mikroprocesory, również często specjalistyczne oprogramowanie (np. wcięcie wstecz, i inne): teodolity elektroniczne, dalmierze, niwelatory , GPS, rejestratory. Obliczenia w warunkach biurowych  – przetwarzanie danych (wyników pomiarów): specjalistyczne programy obliczeniowe – GEO89, Winkalk, Cgeo, Surfer, Geonet i wiele innych, oraz programy napisane w arkuszu kalkulacyjnym i językach takich jak Visual Basic,  Delphi. Tworzenie map numerycznych w oparciu o dane z pomiaru :  MicroStation, AutoCad, Mikromap i inne. Tworzenie i obsługa baz danych:  Access, Oracle, dBase i inne. Tworzenie systemów informacji przestrzennej:  powiązanie map numerycznych z zasobami baz danych. (teksty, obrazy np. opis budynku, jego fotografia)
Rozwój urządzeń do liczenia Abakus – tysiące lat temu
Suwak logarytmiczny Logarytmy  -  wprowadził w 1624 w celu ułatwienia rachunków astronomicznych J.Neper. Suwak logarytmiczny  (wynaleziony w roku  1632 przez  Williama Oughtreda) umożliwiał mnożenie, dzielenie, potęgowanie, pierwiastkowanie, operacje na funkcjach trygonometrycznych.
1673 maszyna rachunkowa  Gottfrieda Wilhelma Leibniza: Umożliwiała mnożenie i dzielenie.
Charles Babbage  (1791-1871): Maszyna różnicowa  (ulepszony kalkulator) Maszyna  analityczna:  zdolna do wykonywania dowolnych ciągów instrukcji oraz operowania na danych.  Ta maszyna mieści się w definicji współczesnego komputera.
Mechaniczny arytmometr – połowa XX w.
ISKRA  – elektryczny kalkulator produkcji radzieckiej – lata 1970. W maszynie nie zastosowano jeszcze układów scalonych.
K-202 – prekursor komputerów osobistych K-202  to polski 16-bitowy minikomputer opracowany i skonstruowany przez inż. Jacka Karpińskiego w latach 1970–1973 z zastosowaniem układów scalonych. Przewyższał pod względem szybkości pierwsze IBM PC oraz umożliwiał wielozadaniowość, wielodostępność i wieloprocesorowość.
Opracował ją  w 1968 r. zespół pracowników Katedry Budowy Maszyn Matematycznych Politechniki Warszawskiej i Instytutu Geodezji i Kartografii. Była komputerem przystosowanym do wykonywania obliczeń geodezyjnych, który znalazł zastosowanie w przedsiębiorstwach branżowych. W 1972 r. w funkcjonowało już 19 ośrodków geodezyjnych, które dysponowały 26 takimi maszynami. Maszyna licząca Geo2
Na przełomie lat 70. i 80. podstawowymi komputerami były maszyny: Odra, Nova i radzieckie RIAD. Miały one zastosowanie głównie przy skomplikowanych obliczeniach związanych z wyrównaniem osnowy geodezyjnej.
Na początku lat 70. pojawiły się pierwsze kalkulatory. W ciągu kilku lat zrewolucjonizowały one prowadzenie prostych geodezyjnych obliczeń. Nieśmiertelne (wydawałoby się) arytmometry znikły jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki. W połowie lat 80. w wyposażeniu pracowni i zespołów polowych powszechne były już kalkulatory programowalne, jak chociażby HP-25 (Hewlett-Packard) czy TI 58 i TI59 (Texas Instruments), dla których programy pisali z reguły użytkujący je inżynierowie lub zakładowi informatycy.
Elektroniczny sprzęt pomiarowy Elektroniczny teodolit – total station. Niwelator elektroniczny Rejestrator
Geodezyjny odbiornik GPS  (na statywie widoczny rejestrator)
Programy obliczeniowe Pierwsze zastosowanie rozwiązań informatycznych miało miejsce w 1960 r. przy obliczeniach związanych z  wyrównaniem państwowej sieci triangulacyjnej.  Wykonano je za pomocą maszyny cyfrowej XYZ zbudowanej przez Instytut Matematyki w Warszawie.  Jednym z pierwszych centrów komputerowych w kraju był ośrodek utworzony w 1962 r. przy Instytucie Geodezji i Kartografii w Warszawie.  Od 1965 r. pracowała w nim maszyna cyfrowa UMC-1, na której prowadzono głównie obliczenia związane z  wyrównywaniem sieci triangulacyjnych.
Poza przyspieszeniem procesu obliczeń główne wysiłki skupiono wówczas na automatyzacji procesu tworzenia (kartowania) mapy. Rezultatem prac badawczych było np. skonstruowanie polskich koordynatografów (Kart-1, Kart-2) i przetworników graficzno-cyfrowych współpracujących z mikrokomputerem MERITUM.
W 1989 r. ruszyły programy dla wspomagania procesu obliczeniowego przy scaleniach gruntów, w tym samym roku w sześciu WBGITR-ach rozpoczęto testowanie wrocławskiego programu do prowadzenia ewidencji gruntów  Emseg , a do pracy na komputerach klasy PC zaadaptowano lubelski  Ewgrun . Dwa lata po przełomie z 1989 r. pojawiły się pierwsze próby połączenia grafiki z częścią opisową ewidencji. Wtedy powstały śląska Ewmapa, poznańskie GeoInfo i wyhodowany na Politechnice Warszawskiej – GeoPL.
Według danych z 2003 r. w ośrodkach dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej na terenie całego kraju korzystano z prawie 30 (!) różnych systemów komputerowych obsługujących opisową lub graficzną część ewidencji.  Zaledwie siedem z nich integruje obie części. Rezultatem jest brak lub utrudniona wymiana danych pomiędzy systemami pracującymi nawet w granicach tego samego powiatu.
Wybrane programy geodezyjne System obliczeń geodezyjnych GEO89
 
 
S U R F E R
Program MicroStation
 
Samodzielne obliczenia – wzór Herona  a b c
 

Informatyka

  • 1.
    Informatyka w geodezjii kartografii Wstęp. Andrzej Borowiecki Kraków 2009
  • 2.
    Definicja informatyki Informatyka (ang. computer science , computing science , information technology , informatics ) – dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem informacji – w tym: technologiami przetwarzania informacji oraz technologiami wytwarzania systemów przetwarzających informacje, pierwotnie będąca częścią matematyki, rozwinięta do osobnej dyscypliny nauki, pozostającej jednak nadal w ścisłym związku z matematyką, która dostarcza podstaw teoretycznych przetwarzania informacji.
  • 3.
    System informatyczny – jest to zbiór powiązanych ze sobą elementów, którego funkcją jest przetwarzanie danych przy użyciu techniki komputerowej. Na systemy informatyczne składają się obecnie takie elementy jak: - sprzęt; - oprogramowanie; - zasoby osobowe – ludzie; - elementy organizacyjne – czyli : - procedury (procedury organizacyjne) korzystania z systemu informatycznego, instrukcje robocze itp. - elementy informacyjne; - bazy wiedzy – ontologie dziedziny/dziedzin, w których używany jest system informatyczny – na przykład podręcznik geodezji
  • 4.
    Sprzęt –obecnie głównie komputery, oraz - urządzenia służące do przechowywania danych (rejestratory, karty pamięci) - urządzenia służące do komunikacji między sprzętowymi elementami systemu - urządzenia służące do komunikacji między ludźmi a komputerami - urządzenia służące do odbierania danych ze świata zewnętrznego – nie od ludzi (na przykład czujniki elektroniczne, kamery, skanery, sprzęt geodezyjny) - urządzenia służące do wpływania systemów informatycznych na świat zewnętrzny – elementy wykonawcze (na przykład silniki sterowane komputerowo, roboty przemysłowe, podłączony do komputera ekspres do kawy, sterowniki urządzeń mechanicznych) - urządzenia służące do przetwarzania danych nie będące komputerami
  • 5.
    Rola i miejsceinformatyki w geodezji Pomiary w terenie : sprzęt elektroniczny zawierający mikroprocesory, również często specjalistyczne oprogramowanie (np. wcięcie wstecz, i inne): teodolity elektroniczne, dalmierze, niwelatory , GPS, rejestratory. Obliczenia w warunkach biurowych – przetwarzanie danych (wyników pomiarów): specjalistyczne programy obliczeniowe – GEO89, Winkalk, Cgeo, Surfer, Geonet i wiele innych, oraz programy napisane w arkuszu kalkulacyjnym i językach takich jak Visual Basic, Delphi. Tworzenie map numerycznych w oparciu o dane z pomiaru : MicroStation, AutoCad, Mikromap i inne. Tworzenie i obsługa baz danych: Access, Oracle, dBase i inne. Tworzenie systemów informacji przestrzennej: powiązanie map numerycznych z zasobami baz danych. (teksty, obrazy np. opis budynku, jego fotografia)
  • 6.
    Rozwój urządzeń doliczenia Abakus – tysiące lat temu
  • 7.
    Suwak logarytmiczny Logarytmy - wprowadził w 1624 w celu ułatwienia rachunków astronomicznych J.Neper. Suwak logarytmiczny (wynaleziony w roku 1632 przez Williama Oughtreda) umożliwiał mnożenie, dzielenie, potęgowanie, pierwiastkowanie, operacje na funkcjach trygonometrycznych.
  • 8.
    1673 maszyna rachunkowa Gottfrieda Wilhelma Leibniza: Umożliwiała mnożenie i dzielenie.
  • 9.
    Charles Babbage (1791-1871): Maszyna różnicowa (ulepszony kalkulator) Maszyna analityczna: zdolna do wykonywania dowolnych ciągów instrukcji oraz operowania na danych. Ta maszyna mieści się w definicji współczesnego komputera.
  • 10.
  • 11.
    ISKRA –elektryczny kalkulator produkcji radzieckiej – lata 1970. W maszynie nie zastosowano jeszcze układów scalonych.
  • 12.
    K-202 – prekursorkomputerów osobistych K-202 to polski 16-bitowy minikomputer opracowany i skonstruowany przez inż. Jacka Karpińskiego w latach 1970–1973 z zastosowaniem układów scalonych. Przewyższał pod względem szybkości pierwsze IBM PC oraz umożliwiał wielozadaniowość, wielodostępność i wieloprocesorowość.
  • 13.
    Opracował ją w 1968 r. zespół pracowników Katedry Budowy Maszyn Matematycznych Politechniki Warszawskiej i Instytutu Geodezji i Kartografii. Była komputerem przystosowanym do wykonywania obliczeń geodezyjnych, który znalazł zastosowanie w przedsiębiorstwach branżowych. W 1972 r. w funkcjonowało już 19 ośrodków geodezyjnych, które dysponowały 26 takimi maszynami. Maszyna licząca Geo2
  • 14.
    Na przełomie lat70. i 80. podstawowymi komputerami były maszyny: Odra, Nova i radzieckie RIAD. Miały one zastosowanie głównie przy skomplikowanych obliczeniach związanych z wyrównaniem osnowy geodezyjnej.
  • 15.
    Na początku lat70. pojawiły się pierwsze kalkulatory. W ciągu kilku lat zrewolucjonizowały one prowadzenie prostych geodezyjnych obliczeń. Nieśmiertelne (wydawałoby się) arytmometry znikły jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki. W połowie lat 80. w wyposażeniu pracowni i zespołów polowych powszechne były już kalkulatory programowalne, jak chociażby HP-25 (Hewlett-Packard) czy TI 58 i TI59 (Texas Instruments), dla których programy pisali z reguły użytkujący je inżynierowie lub zakładowi informatycy.
  • 16.
    Elektroniczny sprzęt pomiarowyElektroniczny teodolit – total station. Niwelator elektroniczny Rejestrator
  • 17.
    Geodezyjny odbiornik GPS (na statywie widoczny rejestrator)
  • 18.
    Programy obliczeniowe Pierwszezastosowanie rozwiązań informatycznych miało miejsce w 1960 r. przy obliczeniach związanych z wyrównaniem państwowej sieci triangulacyjnej. Wykonano je za pomocą maszyny cyfrowej XYZ zbudowanej przez Instytut Matematyki w Warszawie. Jednym z pierwszych centrów komputerowych w kraju był ośrodek utworzony w 1962 r. przy Instytucie Geodezji i Kartografii w Warszawie. Od 1965 r. pracowała w nim maszyna cyfrowa UMC-1, na której prowadzono głównie obliczenia związane z wyrównywaniem sieci triangulacyjnych.
  • 19.
    Poza przyspieszeniem procesuobliczeń główne wysiłki skupiono wówczas na automatyzacji procesu tworzenia (kartowania) mapy. Rezultatem prac badawczych było np. skonstruowanie polskich koordynatografów (Kart-1, Kart-2) i przetworników graficzno-cyfrowych współpracujących z mikrokomputerem MERITUM.
  • 20.
    W 1989 r.ruszyły programy dla wspomagania procesu obliczeniowego przy scaleniach gruntów, w tym samym roku w sześciu WBGITR-ach rozpoczęto testowanie wrocławskiego programu do prowadzenia ewidencji gruntów Emseg , a do pracy na komputerach klasy PC zaadaptowano lubelski Ewgrun . Dwa lata po przełomie z 1989 r. pojawiły się pierwsze próby połączenia grafiki z częścią opisową ewidencji. Wtedy powstały śląska Ewmapa, poznańskie GeoInfo i wyhodowany na Politechnice Warszawskiej – GeoPL.
  • 21.
    Według danych z2003 r. w ośrodkach dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej na terenie całego kraju korzystano z prawie 30 (!) różnych systemów komputerowych obsługujących opisową lub graficzną część ewidencji. Zaledwie siedem z nich integruje obie części. Rezultatem jest brak lub utrudniona wymiana danych pomiędzy systemami pracującymi nawet w granicach tego samego powiatu.
  • 22.
    Wybrane programy geodezyjneSystem obliczeń geodezyjnych GEO89
  • 23.
  • 24.
  • 25.
    S U RF E R
  • 26.
  • 27.
  • 28.
    Samodzielne obliczenia –wzór Herona a b c
  • 29.