Transcript GIS pagrindai

GIS pagrindai (V)
analizė
Albertas Šermokas
[email protected]
Baziniai GIS klausimai
1. Išsidėstymo - kas yra tam tikroje vietoje..?

Išsidėstymo klausimai įtraukia užklausas duomenų bazėms susijusias su
įrašų apie tam tikrą nurodytą vietovę paiešką ( pvz.: kiek rinkėjų yra
Vilniaus mieste ? ).
2. Sąlygos - Kur tai yra ..?

Sąlygos klausimai yra priešingi išsidėstymo klausimams, jie įtraukia
vietovės (objekto) su tam tikrom savybėmis paiešką ( pvz.: rasti Varėnos
rajono ežerus, kurie būtų toliau nei 500 metrų nuo pagrindinio kelio ).
3. Maršrutizavimo - Kuris kelias geriausias ..?

Maršrutizavimo uždaviniai ieško atsakymo į geriausio ( greičiausio,
pigiausio, trumpiausio, vaizdingiausio..) maršruto radimo klausimą( pvz.:
rasti maršrutą iš Vilniaus į Kauną aplankant įdomias
istorines/archeologines vietas nuvažiuojant ne daugiau kaip 150km ).
Baziniai GIS klausimai
4. Pokyčio - Kas pakito ..?

Pokyčio klausimai apima pokyčio stebėjimą laike( pvz.: kaip pakito eismo
intensyvumas Vilniaus gatvėse ?).
5. Sąsajos – Kas ir kaip susiję ..?

Sąsajų klausimai leidžia aplinkotyros ir sociologijos mokslininkams
aprašyti tam tikro tiriamo reiškinio plitimą, bei suprasti tai lemiančius
veiksnius, atrasti dėsningumus ( pvz.: Ar yra ryšys tarp ligų plitimo ir
radiacijos fono pasiskirstymo? ).
6. Modeliavimo - Kas jei ..?

Modeliavimo klausimai leidžia įvertinti įvairius žemės reiškinius ( pvz.:
kurios žemės vietos bus paveiktos, jei jūros lygis pakiltų 20 cm ?).
Aibių operacijos

Išrinkimas

Projekcija

Dekarto sandauga

Sąjunga

Sankirta

Skirtumas
Pagrindinės analizės operacijos
1. Duomenų išrinkimas


grafinių
atributinių
2. Ribų funkcijos



apjungimo
padalinimo
buferizavimo
3. Perdengimo funkcijos



sankirtos
sąjungos
skirtumo
Pagrindiniai erdvinės analizės
aspektai
1. Teritorija

kokia teritorija lieka po atitinkamos operacijos
2. Objektai



kokias operacijas su kokiais objektų tipais galima atlikti
koks rezultato objekto tipas ir kaip jis susijęs su pradiniais objektų tipais
Kaip keičiasi objektai priklausomai nuo to kokia operacija atliekama
3. Atributika



kaip kinta savybės atliekant operacijas,
kokios papildomos savybės įgyjamos atlikus operacijas
kaip keičiasi savybių rinkiniai
Duomenų išrinkimas
1. Atributinių

įvairios SELECT operacijos
2. Grafinių




pagal atributinius (SELECT by ATTRIBUTES),
interaktyviai pažymint pavienius arba teritorija (SELECT)
iškerpant pagal kitame informacijos sluoksnyje užduotą sritį (CLIP,
ERASE)
atliekant sankirtą su kitu informacijos sluoksniu (INTERSECT)
Duomenų išrinkimas (grafinių)
Ribų funkcijos (apjungimas)
1. Apjungimo - objektai pagal teritorija (APPEND, MERGE)
Ribų funkcijos (padalinimas)
1. Padalinimo – pagal teritorija (SPLIT)
Ribų funkcijos (buferizavimas)
1. Buferizavimo – srities apie objektą suformavimas



pagal atstumą nuo objekto ribos
pagal individualius atstumus nuo objektų ribų
kelių zonų sritis pagal atitinkamus atstumus nuo objektų ribų
Bendra ypatybė – sritis apie kiekvieną elementą arba bendra
sritis apie visus elementus
Buferizavimas (taškų)
1. Taško buferinė sritis – skritulys, kurios centras taškas apie kurį
kuriama buferinė sritis
Buferizavimas (linijų)
1. Linijos buferinė sritis - aplink linijos galus formuojami
apskritimai, kurie jungiami liestinėmis lygiagrečiomis linijai apie
kurią formuojama buferinė sritis
Buferizavimas (linijų ypatybės)
1. Buferinės sritys – sudarytos iš stačiakampių, kurių kraštinės
linijos pabaigoje formuojamos iš atkarpų statmenų linijai, o kitos
kraštinės yra lygiagrečios linijai. Gali būti tik į vieną pusę.
Buferizavimas (ypatybės)
1. Poligono buferinė sritis –
• sritis atitinkamu atstumu nuo poligono ribos
• sritis atitinkamu atstumu nuo poligono ribos kartu su visa poligono
sritimi
• bendra sritis atitinkamu atstumu nuo poligono ribos į poligono išorę ir į
poligono vidų
Perdengimo operacijos
(sankirta)
1. Sankirtos




Taškų, linijų, poligonų sluoksnių sankirta su poligonų sluoksniu
Teritorija – bendra abiems sluoksniams,
Objektai – iš pirmo informacijos sluoksnio, pakitę pagal antrojo sluoksnio
objektų ribas, priklausomai nuo objekto tipo
Atributai – be buvusių pirmo sluoksnio savybių objektai įgyja antro
sluoksnio savybes pagal vietą,
Perdengimo operacijos
(sąjunga)
1. Sąjungos




Poligonų sluoksnio sąjunga su poligonų sluoksniu
Teritorija – jungianti abiejų sluoksnių teritorijas,
Objektai – iš pirmo informacijos sluoksnio, pakitę pagal antrojo sluoksnio
objektų ribas,
Atributai – be buvusių pirmo sluoksnio savybių objektai įgyja antro
sluoksnio savybės pagal vietą,
Perdengimo operacijos
(sąjunga)
Pavyzdys I
Rasti visus ežerus, kurie nutolę nuo pagrindinių kelių
nedidesniu nei x km. atstumu
Pavyzdys I
Rasti visus ežerus, kurie nutolę nuo pagrindinių kelių
nedidesniu nei x km. atstumu
Veiksmai
•
•
•
•
•
•
Naudojamas kelių sluoksnis
Pagal atributinius nustatoma, kurie keliai yra pagrindiniai
Šiems keliams sukuriamas sluoksnis su buferinėmis sritimis atstumu x nuo
kiekvieno kelio
Ežerų sluoksnis perdengiamas (sankirta) su gautu kelių buferinių sričių
sluoksniu. Gaunamas sluoksnis, kuriame yra ežerų dalys patekusios į
buferinių sričių dalis
Pagal šio sluoksnio atributinę lentelę atrenkami ežerų pavadinimai (arba
ID) patekę į buferines sritis.
Pagal šį sąrašą ežerų sluoksnyje išskiriami tie ežerai, kurie yra nutolę nuo
pagrindinių kelių atstumu nedidesniu nei x km.
Pavyzdys II
Suformuoti:
• gyvenvietes, kurios nuo vandens telkinių (ežerų ir upių)
yra nutolusios nedaugiau nei 2 Km;
• vienoje atributinėje lentelėje vandens telkinių (ežerų ir
upių) pavadinimus prie kurių buvo surastos gyvenvietės
šalia nurodant ir gyvenvietės pavadinimą.
Pavyzdys III
Suformuoti:
• sklypus, kurie yra toliau nei 1,5 km nuo kelių ir
gyvenviečių, tačiau ne toliau, nei 2 km nuo ežerų ir upių ir
kurių nemažiau nei 40% sudaro miškai.
Trimatė erdvė (modeliai)
Tie geografiniai duomenys, kurių vieta šalia koordinačių x, y
nusakoma ir z koordinate.
 Rastrinis duomenų modelis
 Nereguliarus trianguliacinis tinklas (TIN)
Trimatė erdvė (veiksmai)
Pagrindinės veiksmų su erdviniais trimačiais duomenimis
funkcijos:
 Sukūrimas
 Vaizdavimas
 Analizė
Trimatė erdvė (sukūrimas)
Duomenys kuriami iš dvimačių informacijos sluoksnių, kurie
turi savybę, galinančią nusakyti trečiąją koordinatę:
 Konvertavimas į rastrinį duomenų modelį
 Konvertavimas į TIN modelį
Trimatė erdvė (interpoliavimas)
Naudojami įvairūs interpoliavimo metodai
 Artimiausio kaimyno


Atvirkščio atstumo su svoriais


Artimiausias kaimynas patikslinant reikšmės svorį pagal
atstumą
Spline


artimiausia žinomo taško reikšmė
Polinominė aproksimacija
Kriging

Panašus į atvirkščio atstumo, bet vertinama ne tik atstumas bet
ir bendra aplinkos padėtis (pagal statistikas)
Trimatė erdvė (konvertavimas)

Rastrinių į poligoninius

TIN į taškinius arba poligoninius
Trimatė erdvė (analizė)

Nuolydžių skaičiavimas

Nuolydžių krypčių skaičiavimas

Šešėliavimas ir matomumas

Kontūrai

Profiliai
Trimatė erdvė (vaizdavimas)

Vaizduojant trimatės erdvės sluoksnius svarbiu tampa
stebėjimo taškas iš kurio apžvelgiamas reljefas
Kitos funkcijos - vektoriniai




Taškų sudarymas iš įvairių grafinių objektų – FEATURE
VERTICES TO POINT, FEATURE TO POINT
Grafinių objektų grupavimas – DISSOLVE
Artimiausio atstumo tarp objektų skaičiavimas – NEAR,
GENERATE NEAR TABLE, POINT DISTANCE
Erdvinės informacijos modeliavimas taškams, linijoms,
poligonams – INTERPOLATE SHAPE, ADD SURFACE
INFORMATION
Kitos funkcijos - NEAR
Kitos funkcijos - rastras



Euklidinio atstumo iki artimiausio objekto skaičiavimas
kiekviename erdvės (rastro) taške – EUCLIDEAN
DISTANCE
Artimiausio objekto suradimas pagal euklidinį atstumą
nuo kiekvieno erdvės (rastro) taško – EUCLIDEAN
ALLOCATION
Krypties pagal artimiausią atstumą iki objekto
skaičiavimas nuo kiekvieno erdvės (rastro) taško –
EUCLIDEAN DIRECTION
Modeliavimas (GIS)

Norint modeliuoti parametrų pokyčius ir jų įtaką vietovei
yra būtinos informacijos tvarkymo priemonės,
užtikrinančios informacijos sąsają su vietove ir jos
aplinka, tuo pačiu pateikiant ne tik kaupiamų parametrų
reikšmes, bet ir tos vietovės bei jos aplinkos savybes.
Modeliavimas (skaičiavimai)




interpoliavimo galimybės (didinant tiriamų erdvės taškų
skaičių)
informacijos sluoksnių (žemėlapių) perdengimo
(sluoksniavimo) ir analizės operacijos
žemėlapio objektų parametrų suskaičiavimo galimybės,
pagal erdvės objektų duomenis iš žemėlapių ir lentelių
matematinių modelių (algebrinių arba diferencialinių
lygčių sprendimo algoritmų) realizavimo galimybės,
rezultato suskaičiavimui pagal pradinius duomenis iš
žemėlapių ir lentelių
Modeliavimas (rezultatas)



Žemėlapių maketai
Grafikai
Atributiniai duomenys
Grupavimas bendras



suskaičiuoti bendra upių tinklo ilgį;
suskaičiuoti kiekvienos upės ilgį ir kokia dalį ji sudaro
nuo bendro upių tinklo ilgio. Pateikti didžiausią dalį
sudarančią upę kitokiu žymėjimu;
surasti visas upes, kurios įteka į pasirinktą upę,
suskaičiuoti bendrą jų ilgį ir jo santykį su bendru upių
ilgiu. Pateikti pasirinktą upę ir į ją įtekančias upes kitokiu
žymėjimu
Grupavimas pagal adm.vnt.


Suskaičiuoti hidrografijos plotų, medžiais ir krūmais
apaugusių plotų, užstatytų teritorijų, pramoninių sodų
masyvų (geoobjektų) plotus kiekviename
administraciniame vienete ir kiekvieno jų santykį su
bendru administracinio vieneto plotu.;
Suskaičiuoti kokia dalį atpažįstami statiniai ir pastatai (
PASTAT_P) sudaro kiekvienoje iš hidrografijos plotų,
medžiais ir krūmais apaugusių plotų, užstatytų teritorijų,
pramoninių sodų masyvų (geoobjektų) atitinkame
administraciniame vienete.
Paieška pagal atstumus


gyvenvietes, kurios nuo vandens telkinių (ežerų ir upių)
yra nutolusios nedaugiau nei 2 Km;
vienoje atributinėje lentelėje vandens telkinių (ežerų ir
upių) pavadinimus prie kurių buvo surastos gyvenvietės
šalia nurodant ir gyvenvietės pavadinimą ir atstumą iki
atitinkamos gyvenvietės
3D modelivimas


Gautus du rastrinius informacijos sluoksnius
konvertuokite į poligoninius sluoksnius priskiriant
kiekvienam poligonui atitinkamą vidutinę reljefo aukščio
reikšmę (algoritmą galite nustatyti patys, tačiau aukščio
paklaida neturi viršyti 0,5 m)
Iš gautų poligoninių sluoksnių atkirpkite tik tas dalis,
kurios patenka į Jūsų rajonus