Prostorová data

Prostorová data jsou data se vztahem k místu na Zemi, přičemž údaje o poloze v prostoru jsou vyjádřeny zpravidla ve formě souřadnic a topologie. Díky tomu je možné tato data zobrazit na mapě a analyzovat je v kontextu jejich umístění. Prostorová data nesou informaci o poloze v konkrétním prostorovém referenčním systému. V případě přímého vyjádření polohy je v České republice nejčastěji používán souřadnicový systém S-JTSK (systém jednotné trigonometrické sítě katastrální) a WGS-84.

Prostorové informace jsou informace získané interpretací prostorových dat a vztahů mezi nimi (tedy informacemi o objektech, událostech a podmínkách, kde je poloha nedílnou součástí informace). Běžně se zachycují kartografickou interpretací dat nebo samostatným popisem.

Veřejná správa hraje významnou roli při sběru, ukládání, manipulaci a zprostředkování prostorových dat a prostorových informacích, protože velké množství prostorových dat vzniká v procesech agend veřejné správy a v informačních systémech veřejné správy.

Mnoho informací vzniká také v soukromém sektoru na základě zadání pro veřejný sektor, a to prostřednictvím komerční činnosti nebo chování spotřebitelů.

Abychom si prostorová data lépe představili, podívejme se na několik konkrétních příkladů, které se v běžném životě často používají:

• Adresy a budovy – poloha domů, škol, obchodů nebo úřadů. Tato data jsou klíčová například pro doručování zásilek, plánování tras nebo mapové aplikace.

• Silnice a dopravní sítě – trasy silnic, železnic, cyklostezek nebo MHD linek. Umožňují plánovat dopravu, hledat nejrychlejší cesty nebo zjišťovat dostupnost služeb.

• Parcely a katastrální území – hranice pozemků a vlastnické vztahy. Tato data se využívají zejména v územním plánování, stavebnictví nebo při koupi nemovitosti.

• Vodní toky a jezera – poloha řek, potoků a vodních ploch. Jsou důležité pro správu vodních zdrojů, ochranu před povodněmi nebo plánování rekreačních oblastí.

• Hranice obcí, krajů a států – administrativní členění území, které slouží např. k určení pravomocí úřadů nebo statistickému zpracování údajů.

• Přírodní území – chráněná území, lesy, zemědělská půda nebo oblasti výskytu chráněných druhů. Tato data slouží k ochraně přírody a řízení využívání krajiny.

• Statistická data s vazbou na území – například hustota obyvatel, míra nezaměstnanosti nebo věková struktura obyvatelstva v jednotlivých obcích.

Využití prostorových dat v praxi je velmi široké. Sahá od běžné každodenní orientace až po špičkové technologie. Prostorová data slouží k tvorbě map, analýze prostorových vztahů, modelování a simulacím, nebo vizualizaci dat pro lepší komunikaci a rozhodování.

S prostorovými daty se setkáváme například:

• v navigacích a mapových aplikacích – které každý den používáme k hledání tras, podniků nebo informací o dopravě,

• ve stavebnictví a geodézii – kde pomáhají plánovat, navrhovat a dokumentovat stavby a území,

• v krizovém řízení – kdy záchranné složky využívají aktuální mapy, letecké snímky nebo modely ohrožení,

• v armádě a bezpečnostních složkách – kde se prostorová data používají pro plánování operací, sledování pohybu nebo analýzu terénu,

• ve vesmírném výzkumu a družicových technologiích – které sledují povrch Země, počasí nebo změny klimatu,

• ve 3D modelování měst a krajiny – které slouží nejen pro urbanismus, ale i pro vizualizace, hry nebo virtuální realitu,

• v zemědělství a lesnictví – kde pomáhají monitorovat výnosy, plánovat seče, nebo sledovat zdraví porostů,

• ve vědeckém výzkumu – třeba při sledování migrace zvířat, výskytu druhů nebo šíření nemocí,

• na sociálních sítích a v mobilních aplikacích – kde se často váží příspěvky k určitému místu, například přes GNSS nebo check-in.

Ať už se díváme do mobilu na trasu, modelujeme povodňové scénáře nebo sledujeme dráhu družice – téměř vždy pracujeme s prostorovými daty.

Prostorová data jsou nedílnou součástí práce celé řady orgánů veřejné správy. Využívají se od státní správy přes krajské a obecní samosprávy až po specializované vědecké instituce. Od centrální úrovně, kde vznikají základní (referenční) data, až po jednotlivé obce, které provozují vlastní geografické informační systémy pro správu majetku, veřejných prostranství nebo hřbitovních míst.

1. Přehled vedení prostorových dat na celorepublikové úrovni – ministerstva, ústřední správní úřady

2. Krajská úroveň – krajské úřady

3. Obecní a městská úroveň – obce, města, obce s rozšířenou působností

¹ Český úřad zeměměřický a katastrální poskytuje údaje z katastru pro nahlížení prostřednictvím internetu a formou prohlížecích a stahovacích služeb, vedení dat je v gesci katastrálních úřadů.

Základní prostorová data - slouží jako závazný a univerzální referenční podklad pro všechny ostatní mapy a geoinformační systémy. Zahrnují obecně známé prvky jako polohopis (budovy, komunikace, vodstvo), výškopis (reliéf terénu), katastrální hranice nebo geografická jména. V Česku je jejich správou pověřen ČÚZK.

Tematická (aplikačně závislá) prostorová data: slouží ke specifickým účelům a obsahují oborové či uživatelské informace, které se vážou na konkrétní základní mapové podklady. Typicky sem patří mapy záplavových území, hustoty obyvatelstva, geologického podloží, vedení inženýrských sítí nebo výskytu chráněných druhů. 

Podle prostorové identifikace

Data s přímou prostorovou identifikací
katastrální parcely, budovy, adresní místa a územní prvky RÚIAN;

• katastrální parcely, budovy, adresní místa a územní prvky RÚIAN;
• digitální technické mapy a údaje o dopravní a technické infrastruktuře;
• územně plánovací dokumentace a územně analytické podklady;
• informační modely staveb a 3D modely vystavěného prostředí;
• LPIS, lesnická, půdní, vodohospodářská a environmentální data;
• silniční, železniční, energetické a telekomunikační sítě;
• družicová, letecká, dronová a senzorová data;
• georeferencované statistiky a demografické mřížky.

Data s nepřímou prostorovou identifikací
Mnoho klíčových údajů neobsahuje souřadnice, ale může být prostorově propojeno prostřednictvím adresy, identifikátoru budovy, provozovny, organizace, správního území nebo vazby na jiný registr. Do této skupiny patří zejména:

• ekonomické údaje o podnicích, provozovnách, zaměstnanosti a investicích;
• informace o energetické spotřebě, výrobě a kapacitě sítí;
• údaje o školách, zdravotnických zařízeních a sociálních službách;
• veřejné zakázky, dotační projekty a rozpočtová opatření;
• správní rozhodnutí, povolení, kontroly a sankce;
• údaje o událostech, haváriích, zásazích a výpadcích;
• statistické údaje agregované podle územních nebo správních jednotek.

Nestrukturovaná a multimodální data
Významná část znalostí se nachází v textových, obrazových a projektových dokumentech, které nejsou přístupné jako standardní databázové záznamy. Jedná se například o:
strategie, koncepce, akční plány a hodnoticí zprávy;

• zákony, prováděcí předpisy, důvodové zprávy a metodiky;
• územní studie, dokumentaci EIA a SEA, odborné posudky;
• správní rozhodnutí, povolení, smlouvy a veřejné zakázky;
• krizové, havarijní a evakuační plány;
• stavební dokumentaci, BIM modely, technické výkresy a 3D modely;
• fotografie, videozáznamy, mapové přílohy a obrazovou dokumentaci;
• zápisy z jednání, připomínky veřejnosti a výsledky participace.
   

Typy prostorových dat

Rastrová data jsou souborem barevných bodů (pixelů) uspořádaných v pravidelné mřížce, kde velikost pixelu určuje prostorové rozlišení. Příkladem rastrových dat mohou být letecké snímky (ortofotomapy), družicové snímky nebo naskenované analogové mapy. 

Vektorová data jsou data bodová, liniová nebo plošná (polygonová) a kromě geometrické složky umí zobrazit i vlastnosti (atributy). 

Příkladem vektorových dat je Základní báze geografických dat České republiky (ZABAGED®). Nedílnou součástí prostorových dat by měla být metadata, která je popisují.

Vektorová data popisují konkrétní objekty v prostoru pomocí bodů, linií a ploch (polygonů). Každý prvek má přesně určenou polohu a tvar a bývá doplněn o další popisné informace, například název, typ nebo účel. Tento typ dat se používá pro zobrazení silnic, budov, hranic obcí, parcel a dalších jednoznačně vymezených prvků. Vektorová data umožňují přesnou analýzu, výpočty vzdáleností nebo ploch a jsou vhodná pro vytváření tematických map.

Jak prostorová data zobrazujeme?

Pro jednotlivý jev existující v reálném světě, např. konkrétní řeka, ulice, hranice zemí, nebo voda apod. se používá pojem prostorový objekt. Vektorové prostorové objekty se obvykle zobrazují pomocí tří základních typů:

• Body – představují jednotlivá místa, například polohu stromu, studny nebo autobusové zastávky.
• Linie – znázorňují spojení nebo trasy, jako jsou silnice, řeky nebo hranice.
• Plochy (polygony) – vymezují uzavřené území, například parcely, lesy nebo hranice obcí.

Rastrová data zobrazují prostor jako mřížku pravidelně uspořádaných buněk (pixelů), z nichž každá nese určitou hodnotu – například barvu, teplotu nebo nadmořskou výšku. Využívají se nejen pro zobrazení leteckých snímků, snímků z dronů nebo družic, ale i pro tvorbu tematických map, například využití území nebo pokrytí krajiny (LU/LC).

Tento typ dat je vhodný pro znázornění plynulých a nepřesně ohraničených jevů, jako je vegetace, zástavba nebo změny teplot, a často se používá při vizualizacích.

Různé formáty určují, jak jsou prostorová data technicky uložena a sdílena. Obsahem kapitoly je základní přehled pro vektorová a rastrová data.

1. Vektorové datové formáty

Vektorová data se dají uložit v různých formátech, které se liší způsobem uložení, množstvím informací nebo kompatibilitou s různými programy. Níže je přehled nejčastějších formátů, se kterými se můžete setkat při práci s prostorovými daty.

2. Rastrové datové formáty

Rastrová data se ukládají podobně jako obrázky – skládají se z jednotlivých barevných bodů (pixelů). Na rozdíl od běžných fotografií ale mohou některé formáty obsahovat i informace o umístění v prostoru (např. souřadnice). Níže najdete přehled běžných rastrových formátů a jejich využití.

1. Úvod do souřadnicových systémů

Dimenze prostorových dat

Data se liší podle počtu rozměrů, které popisují – od 1D až po 4D (časoprostorová data).

• 1D data – Data popisující objekty pouze v jedné ose – například výška (souřadnice Z). Jsou velmi běžné v situacích popisujících nadmořskou výšku.
• 2D data – Data popisující objekty pouze v rovině – se souřadnicemi X a Y. Jsou nejběžnějším typem dat, které známe z klasických map – například hranice katastrálních území, silniční síť nebo vodní toky. Nezachycují výškové rozdíly ani tvar terénu, ale umožňují přehledné zobrazení a jednoduchou prostorovou analýzu.
• 2.5D data, popř. 2+1D data – Data obsahující kromě polohopisné i výškopisnou informaci, která ale neumožňuje plnohodnotný 3D pohled. Výšková hodnota (Z) je zobrazena vrstevnicemi nebo výškovými kótami, ale s omezením, kdy každému bodu na ploše je přiřazena právě jedna výška. Nepopíšou tak například převisy nebo mosty. Používají se hlavně pro digitální modely terénu (např. výškové mapy, vrstevnice nebo stínovaný reliéf). Výška zde není samostatným rozměrem prostoru, ale jen doplňující vlastností.
• 3D data – Data zachycující objekty v prostoru pomocí tří rozměrů – X, Y a Z. Umožňují modelovat budovy, mosty, stromy nebo i celé městské části v jejich reálné podobě, dokážou zachytit komplexní struktury jako převisy, podchody či vnitřní prostory. Používají se v urbanismu, architektuře, projektování nebo virtuální realitě.
• 4D data – Data, která kromě prostorové složky obsahují i časovou dimenzi. Díky tomu lze sledovat, jak se prostor mění – například vývoj výstavby, změny krajiny nebo pohyb objektů. Používají se například pro simulace, sledování změn ve městech nebo pro analýzy založené na časových řadách. Čas může být reprezentován konkrétním datem, obdobím nebo i rychlostí změny.

Souřadnicové systémy

Souřadnicové systémy jsou základem pro určení polohy bodů na povrchu Země. V geografických informačních systémech (GIS) umožňují přesně lokalizovat body a porovnávat geografická data mezi sebou. Bez správného souřadnicového systému by nebylo možné efektivně analyzovat ani vizualizovat geografické informace. Závaznými geodetickými referenčními systémy na území České republiky jsou:

• S-JTSK – Souřadnicový systém Jednotné trigonometrické sítě katastrální. Používá se v České republice pro katastrální mapy a geodetické aplikace. Tento systém je optimalizován pro přesná měření na území ČR. Matematická orientace souřadnicových os je: osa x směřuje na východ, osa Y směřuje na sever; na území ČR jsou obě souřadnice záporné.
• ETRS89 – Evropský terestrický referenční systém 1989 je závazným souřadnicovým referenčním systémem i na území EU dle směrnice INSPIRE. Je vyjádřen geografickými souřadnicemi (zeměpisná šířka, zeměpisná délka, elipsoidická výška).
• WGS84 – Globální souřadnicový systém, který je základem pro globální navigační systémy a používá se pro určení polohy na povrchu Země. Je kompatibilní s většinou moderních navigačních a mapových nástrojů.
• Bpv – Výškový systém baltský – po vyrovnání je souřadnicový systém používaný na území ČR a okolních států. Nula je vztažena ke střední hladině Baltského moře, výchozím výškovým bodem je nula stupnice mořského vodočtu v Kronštadtu.
• EVRS – Evropský výškový referenční systém je závazným souřadnicovým referenčním systémem i na území EU dle směrnice INSPIRE. Výchozím výškovým bodem je nula stupnice mořského vodočtu v Amsterodamu.

Každý souřadnicový systém má své specifické výhody a použití, a je důležité zvolit ten nejvhodnější pro danou úlohu. Například pro přesné mapování a geodetické měření na území České republiky je ideální S-JTSK, zatímco pro globální navigaci nebo aplikace jako GNSS je nezbytný WGS84.

2. Transformace souřadnicových systémů

Transformace souřadnicového systému znamená převod souřadnic mezi dvěma různými souřadnicovými systémy. Tento proces je klíčový pro správnou analýzu a porovnávání geografických dat z různých zdrojů. Různé mapy nebo databáze mohou používat různé souřadnicové systémy, takže transformace mezi nimi je nezbytná pro konsolidaci dat a jejich efektivní využívání.

Jedním z nejběžnějších úkolů je transformace mezi S-JTSK (používaným v České republice) a WGS84 (mezinárodním systémem používaným pro Globální Navigační Satelitní Systémy (GNSS)). Tato transformace je nezbytná pro geodetické a kartografické aplikace v ČR a pro použití globálních dat.

V moderních aplikacích je stále důležitější zohlednění ITRF2020 (International Terrestrial Reference Frame), což je referenční rámec, který se používá pro globální aplikace, jako je monitorování pohybů tektonických desek nebo zemětřesení.

Pro provádění těchto transformací jsou k dispozici různé nástroje, jako jsou open source QGIS, komerční ArcGIS nebo knihovna GDAL, které umožňují převody souřadnic mezi různými systémy a jejich správné využívání v GIS aplikacích.

Kvalita prostorových dat je klíčovým faktorem ovlivňujícím jejich využitelnost v praxi. Bez kvalitních dat nemá smysl budovat složité analytické systémy, neboť závěry z nich mohou být nepřesné nebo dokonce zavádějící. Kvalitu dat posuzujeme podle několika základních kritérií: přesnost, aktuálnost, úplnost a konzistence.

Přesnost se týká toho, jak blízko jsou prostorová data  skutečné poloze objektu v terénu (prostorová přesnost) a jak věrně popisují jeho vlastnosti (atributová přesnost). Například budova zakreslená na mapě by měla být ve správné poloze a její atributy (např. výška, funkce, stavební materiál) by měly odpovídat realitě. Míra požadované přesnosti se liší podle účelu – jiná je u územního plánování, jiná u navigace nebo krizového řízení.

Aktuálnost odráží, jak dobře data odpovídají současnému stavu prostředí. V rychle se měnících oblastech, jako jsou zastavěná území, může být i několik měsíců starý dataset neaktuální. U rozhodování o nové výstavbě, plánování infrastruktury nebo vyhodnocování rizik (např. povodní) je nutné pracovat s co nejčerstvějšími daty.

Úplnost znamená, zda data obsahují všechny potřebné informace o daném území nebo jevu. Například databáze silnic by měla obsahovat všechny kategorie komunikací, včetně místních cest a stezek. Pokud některé prvky chybí (např. nové ulice, aktualizované hranice), může dojít k chybnému vyhodnocení nebo opomenutí důležitých aspektů při plánování.

Konzistence se týká vnitřní logiky a propojení dat. Znamená to, že jednotlivé části datového souboru spolu navzájem souhlasí a že nedochází k rozporům mezi atributy nebo vrstvami. Například hranice obce by měly navazovat na hranice katastrálních území, neměly by se překrývat či vytvářet mezery. Konzistentní data zajišťují hladké propojení různých datasetů a umožňují jejich kombinaci pro komplexnější analýzy.

Metadata jsou data o datech – tedy informace, které popisují, co data obsahují, odkud pocházejí, jak jsou strukturována a jak je lze správně používat. Bez metadat bychom často nevěděli, jaký je obsah datové sady, jak je číst, ani jak je správně zobrazit v mapě.

Metadata slouží k tomu, aby bylo možné:

• porozumět datům, než s nimi začneme pracovat,

• ověřit jejich kvalitu a aktuálnost,

• správně je interpretovat a kombinovat s jinými daty.

Metadata hrají klíčovou roli při práci s prostorovými daty. Umožňují správnou interpretaci, efektivní sdílení i dohledatelnost datových sad. Tato kapitola navazuje na základní úvod do metadat a nabízí hlubší pohled na jejich typy, praktické využití a standardy, které se při jejich popisu používají.

K čemu metadata slouží v praxi

Metadata pomáhají uživatelům lépe porozumět datům ještě předtím, než s nimi začnou pracovat. Díky nim lze:

• vyhledat datovou sadu podle tématu, území, správce, data aktualizace nebo formátu,
• ověřit, zda jsou data aktuální a vhodná pro daný účel,
• zobrazit data správně v mapě podle použitého souřadnicového systému,
• zjistit původ dat (např. konkrétní instituce, která je spravuje), licenční podmínky a možnosti dalšího použití,
• získat informace o formátu dat (např. GeoJSON, SHP, WMS, CSV), které ovlivňují možnosti dalšího zpracování.

Například pokud GIS specialista hledá aktuální hranice obcí pro vizualizaci statistik, metadata mu umožní najít oficiální zdroj, ověřit datum poslední aktualizace, zjistit dostupný formát a stáhnout data připravená k použití.

Typy metadat

• Popisná metadata – základní informace o datech, např. název, autor, klíčová slova, účel.
• Strukturální metadata – popisují vztahy mezi jednotlivými částmi dat, např. hierarchii vrstev nebo strukturu atributů.
• Technická metadata – obsahují informace o formátu dat (např. SHP, GML, GeoJSON), velikosti souboru, způsobu kódování nebo přístupových službách (např. WMS, WFS).
• Administrativní metadata – zahrnují licenční podmínky, přístupová práva, historii verzí a způsob či frekvenci aktualizace (např. měsíčně, ročně, podle potřeby).
• Prostorová metadata – specifická pro geografická data, např. souřadnicový systém, měřítko, přesnost, rozsah území.

Tyto kategorie se často kombinují v jednom metadatovém záznamu podle příslušného standardu.

Standardy pro metadata

Při sdílení prostorových dat je nutné využívat jednotné způsoby jejich popisu, aby jejich interpretace byla jednoznačná. Pro popisy dat se používají různé standardy, normy nebo obecné výměnné formáty, které můžeme označit jako standardizovaný popis obsahu přenášených dat a jejich vlastností.

V Evropě se nejčastěji používá standard CEN (prEN 12657 Geographic Information – Metadata), norma ISO 19115 Geografická informace – Metadata nebo standard GeoDCAT-AP.

Příklady využití metadat

• Ve vyhledávači dat pomáhají metadata najít relevantní sady podle tématu, území nebo klíčových slov.
• V GIS softwaru zajišťují správné zobrazení vrstvy díky uvedenému souřadnicovému systému nebo stylu.
• Při sdílení dat poskytují informace o licenci, zdroji a kontaktních údajích na správce.
• Při kontrole kvality informují o měřítku, přesnosti nebo metodě sběru dat.

Tvorba a kontrola metadat

• Uvádějte jasné a úplné informace – např. název vrstvy, autor, datum vytvoření, popis obsahu, původ dat, použitý formát a frekvenci aktualizace.
• Zajistěte kompatibilitu s používaným standardem (např. ISO 19115, DCAT-AP-CZ).
• Udržujte metadata aktuální – zejména datum poslední aktualizace datové sady.
• Používejte validační nástroje – např. INSPIRE Metadata Validator, nástroje NKOD.
• Pokud publikujete prostorová data, nezapomeňte na souřadnicový systém, rozsah a přesnost.

K základním metodám sběru dat patří měření a geodetické výpočty, digitalizace analogových podkladů nebo využití existujících digitálních podkladů.

Měření může být realizováno geodetickými metodami, fotogrammetrickými metodami nebo laserovým skenováním nebo prostřednictvím dálkového průzkumu Země a jeho cílem je získat základní informace o poloze existujících objektů a jevů v daném souřadnicovém systému.

Při geodetických metodách bezprostředním, přímým měřením v terénu zjišťuje poloha, rozměr, tvar, vztahy měřených objektů a jevů. K měření jsou využívány geodetické přístroje jako např. teodolity, dálkoměry, nivelační přístroje, totální stanice, které umožňují přímé měření délek a úhlů.

Fotogrammetrické metody a laserové skenování jsou založeny na rekonstrukcí tvaru, velikosti a polohy předmětů z jejich fotografických snímků nebo mračna bodů, přičemž umístění kamery určuje, zda se jedná o pozemní, leteckou nebo družicovou fotogrammetrii. Fotogrammetrická kamera představuje pasivní systém, který zachycuje viditelné záření (fotí), zatímco laserový systém je systémem aktivním, kde paprsek laseru vyslaný k cíli, měří vzdálenost, kterou urazí během cesty k povrchu měřeného objektu. Obě metody lze zahrnout mezi metody dálkového průzkumu Země (DPZ).

Dálkový průzkum Země (DPZ) je metoda, jejíž hlavním smyslem je získat informace o jednotlivých objektech a jevech vyskytujících se na zemském povrchu, v atmosféře Země či pod jejím povrchem pomocí snímání odraženého nebo vyzařovaného elektromagnetického záření. Podstatou dálkového průzkumu je využití vlastností objektů jako např. schopnost pohlcovat, odrážet nebo vyzařovat elektromagnetickou energii, které zachytávají detektory umístěné na leteckých nebo kosmických nosičích.

Digitalizace se používá v případech, kdy existují datové zdroje, ale pouze v analogové formě. Nejčastěji se digitalizace využívá v případech, kdy chceme digitálně zpracovávat data z existujících map, která již nelze nově změřit, anebo jejich měření by bylo ekonomicky nevýhodné. Nejběžnějším postupem je naskenování mapového podkladu, transformace skenu do správného souřadnicového systému a následná digitalizace lomových bodů ve vhodném software. Starší metodou bylo použití koordinatografu, což je mechanický nebo digitální přístroj, který umožňuje přesné měření souřadnic přímo na analogové mapě a jejich ukládání do digitální podoby.

Využití existujících digitálních podkladů je nejběžnější formou získávání dat, přičemž je ale důležité kromě dat samotných znát jejich kvalitativní vlastnosti.

V České republice existuje zákonná povinnost poskytovat prostorová data, která jsou spravovaná veřejnou správou, zdarma jako data otevřená. Proto např. Zeměměřický úřad bezplatně zveřejňuje údaje databáze, ortofota České republiky, státního mapového díla, databázového souboru geografického názvosloví a bodových polí jako otevřená data¹ nebo Český úřad zeměměřický a katastrální umožňuje bezúplatné nahlížení do katastru na vybrané údaje souboru geodetických informací prostřednictvím internetu, nahlížení na obraz katastrální mapy formou prohlížecí služby nebo poskytování údajů prostřednictvím služby stahování dat² .

Podobně otevřeně jsou zveřejňovány informace o životním prostředí³ (data s vazbou na prostorovou informaci). Veřejná správa má povinnost zpřístupňovat prostorová data a služby veřejnosti, včetně metadat, prostřednictvím národního geoportálu INSPIRE.

Ještě obecnější povinnost veřejné správy zdarma poskytovat informace je ukotveno pod názvem otevřená data⁴. Otevřená data jsou veřejně dostupné informace, které může kdokoliv volně používat, upravovat a sdílet bez nutnosti žádat o svolení nebo za ně platit. Jedná se o informace z vedených registrů, evidencí, seznamů nebo rejstříků veřejné správy, které jsou zveřejňované způsobem umožňujícím dálkový přístup v otevřeném a strojově čitelném formátu, jejichž způsob ani účel následného využití není povinným subjektem, který je zveřejňuje, omezen, a které jsou evidovány v národním katalogu otevřených dat.

Výjimka z povinnosti poskytování informací v podobě otevřených dat se týká údajů, k nimž je přístup vyloučen nebo omezen z důvodů zajišťování odolnosti subjektu kritické infrastruktury podle zákona o kritické infrastruktuře.

¹ Zákon č. 200/1994 Sb., o zeměměřictví

² Vyhláška č. 358/2013 Sb., o poskytování údajů z katastru nemovitostí

³ Zákon č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí

⁴ Zákon č. 106/1999 Sb., o svobodném přístupu k informacím

Národní katalog otevřených dat (NKOD) je centrální evidenční systém, který slouží k registraci a zpřístupnění otevřených dat veřejné správy v České republice. Jeho hlavním cílem je usnadnit vyhledávání, sdílení a využívání otevřených dat jak veřejnými institucemi, tak i soukromým sektorem, akademickou sférou a jednotlivci. NKOD umožňuje efektivní správu datových sad a jejich snadnější využití v různých aplikacích, analýzách a projektech.

Národní geoportál INSPIRE

Infrastructure for Spatial Information in Europe (INSPIRE) je iniciativa Evropské unie, která vytváří společný rámec pro sdílení prostorových dat mezi členskými státy. Jejím cílem je zajistit harmonizaci a dostupnost geografických informací napříč Evropou, aby mohly být efektivně využívány pro správu životního prostředí, plánování a rozhodování na všech úrovních.

Jaké jsou základní principy INSPIRE?

• Zaměřuje se na prostorová data – například mapy, katastrální informace, údaje o dopravě nebo životním prostředí. Prostorová data vytvářena na jedné úrovni státní správy a sdílena jejími dalšími úrovněmi.
• Zavádí společné standardy pro formáty a metadata, aby data byla kompatibilní a snadno využitelná v různých systémech. Prostorová data je možné bezešvě kombinovat z různých zdrojů a sdílet je mezi mnoha uživateli a aplikacemi.
• Umožňuje přístup k otevřeným prostorovým datům prostřednictvím geoportálů a webových služeb, což podporuje jejich sdílení a opětovné využití, a to za podmínek, které nebudou omezovat jejich rozsáhlé využití.
• Usnadňuje vyhledávání dostupných prostorových dat, vyhodnocení vhodnosti jejich využití pro daný účel a zpřístupnění informace, za jakých podmínek je možné tato data využít.

Hlavním nástrojem pro přístup k těmto datům je INSPIRE geoportál, kde lze vyhledávat a stahovat data z různých evropských zemí.

Evropský portál INSPIRE

Národní sady dat všech členských států Evropské unie jsou publikované v rámci evropského geoportálu (https://inspire-geoportal.ec.europa.eu/srv/eng/catalog.search#/home). Na portálu je dostupná aplikace High-Value datasets, která poskytuje přehled a přístup k prostorovým datovým sadám vysoké hodnoty a dalším základním datovým sadám spadajícím do působnosti směrnice o otevřených datech. Aplikace INSPIRE Thematic Data poskytuje statistické přehledy o dostupnosti datových sad a také zjednodušený přístup k prohlížení či stahování vybraných datových sad. Data je možné procházet podle členských států nebo podle témat INSPIRE.

Geoportál také nabízí tzv. INSPIRE Reference Validator je nástroj, který pomáhá poskytovatelům dat i národním koordinátorům kontrolovat, zda datové sady, síťové služby a metadata splňují požadavky definované v technických pokynech INSPIRE. Validátor poskytuje podrobné testovací protokoly, které jednoduše informují, jak dobře jsou data, služby nebo metadata vytvořená a co je ještě potřeba vylepšit¹.

¹ https://geoportal.gov.cz/web/guest/eu-tools/

Copernicus

Copernicus (https://copernicus.chmi.cz/) je evropský program pro sledování Země, který poskytuje rozsáhlý soubor dat a nástrojů pro monitorování životního prostředí, změn klimatu, přírodních katastrof a dalších důležitých aspektů naší planety. Tento program, který je spravován Evropskou komisí ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou (ESA), používá satelitní snímky a další data pro sledování změn na Zemi a poskytování přesných informací pro výzkum, vědecké účely i rozhodování na úrovni veřejné správy a podniků.

Satelitní snímky a platforma Copernicus

Satelity v rámci programu Copernicus sbírají různé typy snímků a dat, například:

• Optické snímky – poskytují vizuální obraz Země.

• Radarové snímky – používají radarové vlny k detekci změn na povrchu, což je užitečné zejména při monitorování počasí nebo povodní.

• Teplotní a spektrální snímky – měří teploty povrchu a specifické spektrální rozsahy, které jsou důležité například pro analýzu vegetace nebo oceánských podmínek.

Tyto snímky jsou shromažďovány prostřednictvím různých satelitů, jako je Sentinel-1, Sentinel-2, Sentinel-3, a dalších, které jsou součástí širšího Copernicus programu. Tyto satelity poskytují data ve vysokém rozlišení, které jsou pravidelně aktualizovány a pokrývají celou planetu.

• Sentinel-1 používá radarové vlny k monitorování změn na povrchu Země, například pro analýzu povodní nebo počasí. Tento satelit je zaměřen na monitorování pohybů zemské kůry, sesuvů půdy a dalších přírodních katastrof.

• Sentinel-2 poskytuje optické snímky a je užitečný pro analýzu vegetace a změn krajiny. Tento satelit se využívá pro sledování kvality vody, zemědělské produkce a změn v pokrytí krajiny.

• Sentinel-3 měří teplotu povrchu a spektrální vlastnosti oceánů a atmosféry. Sleduje teplotu moří, znečištění a změny v ekosystémech, a je důležitý pro klimatické studie a monitorování oceánů.

Copernicus je známý svou politikou otevřených dat, což znamená, že veškerá data, která jsou shromažďována jeho satelity, jsou veřejně přístupná a mohou je využívat jak veřejné instituce, tak i komerční subjekty nebo jednotlivci. Tato otevřenost podporuje inovace, vědecký výzkum, a vývoj nových aplikací, které mají globální a regionální dopady.

Díky otevřeným datům mohou uživatelé:

• Přistupovat k satelitním snímkům a analytickým nástrojům zdarma.

• Provádět analýzy v oblastech, jako je zemědělství (monitoring plodin), životní prostředí (analýza změn krajiny), správa přírodních zdrojů (monitoring lesů a vodních ploch) a předpovědi počasí.

• Vytvářet aplikace a nástroje pro sledování změn a krizové situace, jako jsou přírodní katastrofy nebo změna klimatu.

Data jsou poskytována prostřednictvím různých platforem, jako je Copernicus Open Access Hub, kde mohou uživatelé zdarma stahovat snímky a další související data. K dispozici jsou také pokročilé nástroje pro analýzu těchto dat, například prostřednictvím Sentinel Hub nebo European Space Agency's (ESA) Climate Change Initiative.

Díky otevřenému přístupu Copernicus napomáhá vývoji inovativních aplikací pro vládní instituce, vědecké projekty, soukromé firmy, ale i jednotlivce, kteří se podílejí na ochraně životního prostředí, monitorování změn na planetě a řešení globálních výzev.

OpenStreetMap

OpenStreetMap (OSM) je otevřený a komunitně spravovaný mapový projekt, který poskytuje volně dostupná geodata z celého světa. Na rozdíl od komerčních mapových služeb, jako jsou Google Maps nebo Apple Maps, jsou data v OSM sbírána, upravována a aktualizována dobrovolníky a organizacemi z celého světa.

OpenStreetMap a open data

OSM je založen na principu otevřených dat (ope data), což znamená, že veškeré informace jsou dostupné zdarma a lze je využívat bez licenčních omezení, pokud je dodržována licence ODbL (Open Database License). Díky tomu mohou vývojáři, firmy i veřejná správa data OSM využívat pro nejrůznější účely, například v navigačních aplikacích, urbanistických analýzách nebo krizovém řízení.

Data v OSM jsou ukládána ve strukturované databázi a obsahují prvky jako:

• Body (nodes) – jednotlivé body s přesnou geografickou polohou (např. památky, stromy, zastávky).

• Čáry (ways) – linie spojující body, které tvoří silnice, řeky nebo hranice.

• Relace (relations) – skupiny objektů, které spolu souvisejí (např. trasy MHD nebo administrativní celky).

K přispívání do OSM se používají různé editory, například iD Editor (webový nástroj) nebo JOSM (desktopová aplikace), přičemž aktualizace a opravy mohou provádět i běžní uživatelé.

Díky otevřenému přístupu a komunitní spolupráci se OSM stává jedním z nejobsáhlejších a nejflexibilnějších mapových zdrojů na světě, který podporuje inovace a otevřený přístup k prostorovým datům. Nevýhodou této platformy je, že data nejsou zaručena a jejich kvalita je neznámá.

Prostorová data jsou uživatelům zpřístupňována prostřednictvím vyhledávacích, prohlížecích, stahovacích, editačních, transformačních nebo analytických služeb. Velmi často se jedná o webové služby.

Základním standardem pro sdílení prostorových dat jsou WMS (Web Map Service) a WFS (Web Feature Service). WMS je služba umožňující sdílení geografické informace ve formě rastrových map. Službou jsou přenášena primárně obrazová data ve formátech TIFF, PNG, aj., které mají obvykle formu jedné tematické mapové vrstvy nebo kompozice více tematických prostorových dat. WFS poskytuje přístup k vektorovým geografickým datům a umožňuje tak pracovat s konkrétními geografickými prvky. Data jsou poskytována výhradně ve formátu GML (Geography Markup Language).

WCS (Web Coverage Service) je standardní protokol pro stahování geoprostorových dat jako pokrytí. Umožňuje klientům vyžádat si ze serveru specifická data o pokrytí a provádět s daty operace, jako je podmnožení, reprojekce a převzorkování. WPS (Web Processing Service) je standardní protokol pro vzdálené spouštění procesů nad geoprostorovými daty. Umožňuje klientům požádat o spuštění konkrétních procesů na serveru a obdržet výsledky procesu jako výstup.

Data sdílená webovými službami lze účelně propojit s vlastními daty do webových, mobilních, či desktopových aplikací. Výhodou služeb nad prostorovými daty je široká škálovatelnost pro různé typy uživatelů.

Webové služby pro práci s prostorovými daty

Webové služby pro prostorová data umožňují přistupovat k mapovým podkladům a datovým sadám přímo přes internet, bez nutnosti stahovat soubory do počítače. Umožňují zobrazovat nebo stahovat data v reálném čase a využívat je ve webových nebo desktopových aplikacích.

Existují dva hlavní typy těchto služeb: prohlížecí služby, které data pouze zobrazuji (např. WMS, WMTS), a stahovací služby, které poskytují skutečné datové soubory pro další zpracování (např. WFS, WCS, ATOM).

Služby v rámci NIPI (služby nad prostorovými daty) umožňují vyhledání a zpřístupnění prostorových dat k náhledu, stahování, sdílení a analýzám prostřednictvím počítačové aplikace.

Příkladem takových služeb je aplikace Nahlížení do katastru nemovitostí (https://nahlizenidokn.cuzk.gov.cz), která kromě prohlížení prostorových dat o nemovitostech nabízí jejich stahování a různé analytické nástroje (měření vzdáleností a ploch, hledání tras, filtrování, …), nebo Geoportál ČÚZK (https://geoportal.cuzk.gov.cz), který poskytuje také služby stahovací, transformační nebo geoprocessingové (prostorové analýzy dat), a nebo Mapomat (https://webgis.nature.cz/mapomat) provozovaný Agenturou ochrany přírody a krajiny ČR s daty chráněných oblastí.

Poskytování prostorových dat na národní úrovni nezávislé na provozování systémů správců dat zajišťuje iniciativa INSPIRE (akronym názvu INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe), což je směrnice Evropské komise, která je transponovaná v České republice novelou zákona č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí. Prostřednictvím Národního geoportálu INSPIRE se široké veřejnosti zpřístupňují prostorová data týkající se témat I. Základní prostorová data, II. Tematická fyzickogeografická data, III. Tematická socioekonomická data. Služby na geoportálu INSPIRE umožňují vyhledávat, prohlížet i stahovat data (https://geoportal.gov.cz/web/guest/map).

Příklad:

Podívejte se na stránky nahlizenidokn.cuzk.cz, vyhledejte parcelu, na níž stojí nemovitost, ve které bydlíte, a zjistěte o ní maximum informací. Zobrazte si ji v mapě a uvědomte si, jaké typy vrstev jsou použity. Podívejte se, jaké jsou souřadnice nejjižnějšího bodu parcely.

Parcelu lze vyhledat zadáním katastrálního území a čísla parcely. O parcele lze vyčíst mnoho popisných (atributových) údajů, jako je druh, výměra, nebo vlastník. Přístup ke kompletním údajům je dostupný po přihlášení (identifikaci). V mapě je použita rastrová vrstva – ortofotomapa a vektorová polygonová vrstva zobrazující hranice nemovitostí. Souřadnice v souřadnicovém systému S-JTSK mají podobu dvou čísel, zobrazit lze i souřadnice ve WGS 84, které jsou vyjádřeny ve stupních, minutách a vteřinách.

lorem ipsum

V rámci České republiky je právně vymezeno několik databází a informačních systémů, které obsahují geografickou interpretaci jevů na (nad/pod) zemském povrchu. Tato díla jsou zpracovávána podle jednotných standardizovaných zásad pro celé území České republiky a je zajištěna jejich průběžná aktualizace v souladu s požadavky právních předpisů.

Základní báze geografických dat České republiky (ZABAGED®) je vektorový geografický digitální model území České republiky. ZABAGED® je vedena ve formě bezešvé databáze, nedílnou součástí je standardizované geografické názvosloví.

Ortofotomapa České republiky je georeferencovaný fotografický obraz zemského povrchu České republiky. Tento obraz je složen ze sady barevných ortofoto, které jsou periodicky aktualizované (nově nasnímkované). Od roku 2021 je velikost pixelu na ortofoto 0,125 m.

Registr územní identifikace, adres a nemovitostí (RÚIAN) je jedním ze základních registrů veřejné správy. Obsahuje popisné a lokalizační údaje o územních prvcích, územně evidenčních jednotkách, účelových územních prvcích, jejich vazbách a o adresách. Z pohledu veřejné správy je nejdůležitějším referenčním prvkem RÚIAN adresa, na kterou se odkazují ostatní informační systémy veřejné správy.

Katastrální mapa je mapové dílo, které obsahuje polohopis a popis, a může mít formu digitální mapy nebo digitalizované mapy. Polohopis katastrální mapy zahrnuje zejména zobrazení hranic pozemků, obvodů budov a vodních děl evidovaných v katastru, hranic katastrálních území a dalších prvků územní identifikace a body polohového bodového pole. Popis je u digitálních map obsahem metadat.

Digitální technická mapa kraje (DTM) je tematické mapové dílo, které obsahuje údaje o základní prostorové situaci a dopravní a technické infrastruktuře, tj. údaje o vybraných přírodních, stavebních, inženýrských a technických objektech a zařízeních, popisující jejich skutečný stav, údaje o záměrech na dopravní a technické infrastruktuře a údaje o ochranných pásmech a oblastech působnosti správců dopravní a technické infrastruktury.

Digitální mapa veřejné správy (DMVS) na celostátní úrovni propojuje DTM krajů, zobrazení katastrální mapy a ortofotomapy. Informační systém DMVS je také je garantovaným zdrojem dat o vlastnících, správcích a provozovatelích dopravní a technické infrastruktury z DTM.