Transcript Nástroje rastrové analýzy, reklasifikace, hillshade, raster calculator

2. Rastrové analýzy
EKO/GKE
Geografický IS
• Geografie - věda zabývající se studiem Zemského
povrchu. Slovo geografie pochází z řeckých slov
geo - Země, graphein - psát.
• Geografický informační systém je tedy
informační systém pracující oproti klasickým
informačním systémům navíc i s prostorovou
složkou dat. Také lze říci, že je výkonným
nástrojem geověd, tedy že metody těchto věd
umožňuje efektivně implementovat v
počítačovém prostředí.
Geodata
K čemu GIS?!
Policie zkoumá
míru kriminality.
Hydrologové
monitorují
kvalitu vody.
Dopravní odbor připravuje
mapy cyklistických stezek.
Telekomunikace hledají
vhodné umístění pro vysílače.
Správa vodních zdrojů sleduje
trasu vodních toků, aby
zjistila zdroje znečištění.
Prostorová data – pojem modelu
• Model – reprezentace určitého objektu nebo
systému, pojatá z určitého úhlu pohledu.
• Model v GIS – zemský povrch
• Úhel pohledu?
Modely reprezentace prostorových dat
• Vektor
• Rastr
Vektorová reprezentace
Rastrová reprezentace

Základním objektem i geometrickým
tvarem je buňka




)
2D pixel (picture x element
3D voxel (volume x element)
Důležité oproti vektorové rep. je
rozlišení rastru (velikost buňky)
Topologie daná implicitně rastrem (4
nebo 8 sousedních buněk)
Vektor (pro a proti)
Výhody






Jednoduché vyhledávání,
úpravy a generalizace objektů a
jejich atributů
Vysoká geometrická přesnost
kvalitní grafika
operace využívající topologii
malý objem uložených dat
přesné transformování
souřadnicových systémů
Nevýhody




složitější datová struktura
složitost výpočtů při
analytických operacích
nevhodnost pro souvislé
povrchy
vyšší nároky na software
Rastr (pro a proti)
Výhody




jednoduchá datová struktura
jednoduchá kombinace s
dalšími daty, např. DPZ
jednoduché provedení
analytických operací
relativní softwarová
nenáročnost
Nevýhody






velké objemy uložených a
spravovaných dat
nepřesnosti výpočtu délek a
ploch
nevhodné pro analýzy sítí
(liniové objekty obecně)
nekvalitní grafické výstupy
žádná či nedostatečná
topologie
transformace souřadného sys.
vede k nepřesnostem
Rastrová reprezentace - rozlišení
300 x 300 buněk
60 x 60 buněk
Scénář
• Představte si, že pracujete v USA ve městě Stowe (stát Vermont) a jste
odpovědný za regionální rozvoj. V posledních letech tu prudce vzrůstá
počet populace, zejména vzhledem k nově přistěhovaným obyvatelům.
Stávající kapacity škol přestávají stačit, bylo rozhodnuto, že bude
postavena nová škola a vy máte určit optimální umístění vzhledem k
stávajícímu i nově vznikajícímu osídlení.
• Vstupní vrstvy:
Výsledek
Raster
• K čemu?
– Spojité jevy
• Teplota, srážky, acidifikace, výška
• Vzdálenost k objektu, úrovně hluku
– Přestože nemají tvar – v každém místě mají svou
specifickou hodnotu
Geoprocessing


Jakákoliv GIS operace nad vstupními daty.
 Překryv, průnik, výběr, rastrové operace, konverze …
Příklad
 Výšková data – vytvoření svažitosti, aspektu, stínování
 Konverze rastru na vektor a naopak
Realizace geoprocessingu
• Můžete použít:
– Dialog
nástrojů
– Příkazový
řádek
– Model
– Skript
Pomocí modelu
Adds output as layer
Nástroj stínování (Hillshade)
• Vytváří z rastru stínovaný reliéf.
• Zachycuje stíny, které vznikají dopadem
slunečních paprsků na proměnlivý terén
• Na základě azimutu a výšky slunce osvětluje
povrch a vytváří pseudo3D efekt, který se
hojně využívá v kartografii. Intenzita osvětlení
odpovídá míře odraženého světla.
Hillshade pomocí dialogu nástrojů
Hillshade - výsledek
Elevation Data
Hillshade Result
Svažitost (SLOPE)
• Zachycuje svažitost terénu
– ve stupních (0-90)
– nebo procentech (0-100) – 45st. = 100%
– Svažitost buňky je dána největší výškovou změnou
oproti 8 okolním pixelům
• Spuštění přes příkazový řádek
–
–
–
–
>>> import arcpy
>>> from arcpy import env
>>> from arcpy.sa import *
>>> outSlope=Slope("elevation_1","Degree")
Reklasifikace
• Jde o proces reklasifikace hodnot nebo
seznamu hodnot na nové hodnoty
• Jedním z důvodů je převedení určité kategorie,
kterou nechceme v analýze uvažovat, na
kategorii NoData
• Dalším důvodem pro použití reklasifikace bývá
nastavení vah pro nejrůznější analýzy
Reklasifikace spojitých dat
Reclassify
Reclassify
Classification
Raster kalkulátor
Vyhodnocení
matematické
operace buňku
po buňce
Příklad
5
6
7
6
3
2
3
4
=
2
5
3
2
Srážky
Ztráty
(Evaporace,
Infiltrace)
=
Odtok
Rozhraní ArcMap
[snow100m] - 0.5 * [temp150m]