ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.09.2020
Просмотров: 1368
Скачиваний: 6
19. Оверлей растровых слоев
Наиболее активно используемыми ГИС-инструментами при выполнении ГИС-анализа является использование операций так называемых overlei.
В векторной графике при выполнении оверлеев компьютер выполняет операции сложения и вычитания графических примитивов. Оверлеи могут быть выполнены по схеме – «точка в полигон», т. е выполняется наложение точечного объекта на полигональный объект или «линии в полигон», т.е. когда происходит наложение линейного объекта на полигональный объект, или «полигон в полигон», т.е. когда происходит наложение со сложением или с вычитанием одного полигонального объекта с другим полигональным объектам.
Например, выполнение такого полигонального оверлея как наложение полигонов леса и населенных пунктов на полигоны административных границ. Решение данной задачи связано с тем обстоятельством, что при решении задач инвентаризации и мониторинга лесных ресурсов необходимо выполнять учет объектов в административных границах или границах юридических лиц (колхозов, совхозов, черте города, района и т.д.).
Аналогичные оверлейные операции выполняются при рассмотрении почвенного покрова реки, когда на полигональные объекты разнотипных почв накладываются линейные объекты рек.
ГИС-программы также выполняют сложную совместную оверлейную обработку растровой и векторной графики. Например, выполнение оверлея границ земельных участков на цифровую модель рельефа. Совместный анализ рельефа и структуры землепользования делает возможным поиск мест потенциального затопления при наводнениях или выбора мест для строительства гидротехнических сооружений и др. задачах.
20. Типовой набор ГИС-инструментов.
При создании карты ГИС интегрируют самую различную информацию – данные многих форматов, включая шейп-файлы, покрытия, таблицы, файлы форматов САПР, рисунки, изображения.
Типовой набор ГИС-инструментов включает создание слоев пространственной информации по исследуемой территории, визуализацию, редактирование, комбинирование и анализ слоев информации, создание и редактирование легенд и таблиц атрибутивных данных (например, высота зданий, тип дорожного покрытия, вид растительности и т.д.), построение диаграмм, оформление компоновок карт. Использование ГИС также обеспечивает традиционный анализ таблиц: запросы, сортировки, выборки. В целом пользователь получает мощный инструмент по визуализации результатов и выполнению пространственных запросов. Очень удобно, перемещаясь по записям в таблице, сразу отображать на карте объект, соответствующий текущей записи. Используя механизм создания тематических карт можно составлять любые картограммы – типов почв, видов растительности и т.д. Выделение цветом по тем или иным параметрам позволяет сразу увидеть критические места на изучаемой территории, например, выброс загрязняющих веществ, свалки отходов и т.д.
Пространственный анализ включает базовые функции пространственного анализа, такие как построение буферных зон, определение близости, запрос на отображение области и расчет ее площади по координатам, измерение расстояний.
21. Задачи анализа, моделирования и прогнозирования природных и техногенных процессов.
Создание ГИС позволяет решать несколько классов задач. Первым, наиболее распространенным классом задач являются информационно-справочные задачи, которые позволяют осуществлять поиск и уточнение местоположения и характеристик интересующих геообъектов. Второй класс — задачи анализа, моделирования и прогнозирования природных и техногенных процессов. Решение этих задач позволит в удобной и наглядной картографической форме (на мониторе или на бумажном носителе) получать обобщенную или детализированную информацию. Примерами компьютерного моделирования могут быть карты зонирования (например, урожайности сельскохозяйственных культур или др.) или моделирование зон затопления при очень высоком уровне воды в реке, моделирование аварийных разливов и их влияние на объекты инженерно-транспортной инфраструктуры в зоне возможного затопления и многие другие.
22. Виды векторного анализа: просмотр данных по векторным объектам и работа с атрибутами геообъектов; пространственный анализ; пространственная статистика; сетевой анализ.
Векторный анализ в ГИС используется при обработке цифровых векторных слоев с учетом атрибутов геообъектов. Наиболее он оправдан при работе с дискретными географическими объектами, т. е. имеющими четкие границы в геопространстве. Основные виды векторного анализа в ГИС можно обозначить как следующие направления: · элементарный пространственный анализ; · пространственная статистика; · расширенный пространственный анализ; · сетевой анализ. Основными задачами элементарного пространственного анализа являются: просмотр векторных геообъектов, анализ их атрибутов, картометрические измерения, составление тематических картограмм, картодиаграмм, картосхем, графиков и диаграмм по атрибутам векторов. Преимуществами просмотра векторных геообъектов в ГИС являются: · удобная навигация; · возможность выборки и идентификации геообъектов; · совмещение в ГИС различных геоданных. Основные подоперации анализа атрибутов векторов в ГИС включают: · поиск объекта и определение его местоположения по определенному атрибуту; · выборку объектов по атрибутам; · сортировку объектов по их атрибутам и переключение выборки. К картометрическим действиям над векторами относят: · определение расстояний между векторными геообъектами; · определение координат точечных геообъектов; · определение длин линейных геообъектов; · определение площадей и периметров полигональных геообъектов.
На основе текстовых и количественных атрибутов векторов в ГИС возможно составление тематических картограмм, картодиаграмм, картосхем, графиков, диаграмм.
Среди операций пространственной статистики в ГИС выделяют: статистическую обработку атрибутов, описательную статистику выборки, работу с базами атрибутивной информации, а также расширенные операции пространственной статистики. Статистическая обработка атрибутов позволяет выполнять расчет значений новых атрибутивных полей на основе существующих. В качестве примера выполнения такой операции можно привести расчет средних дневных, декадных, месячных, годовых и многолетних значений отдельных метеорологических показателей по метеостанциям на основе атрибутов, хранящих «сырые» измеренные значения. Функции описательной статистики выборки дают возможность рассчитывать основные статистические показатели (максимум, минимум, среднее и т. д.) массива атрибутивных данных векторных объектов. Расширенные операции пространственной статистики включают определение пространственного распределения геообъектов, а также элементы кластерного и регрессионного анализов.
Основными задачами расширенного пространственного анализа являются: оверлейные операции, анализ близости, переклассификация и районирование, генерализация, геообработка. Оверлейные операции представляют собой ГИС-операцию наложения друг на друга двух или более слоев, результатом которой является графическая композиция (графический оверлей) используемых слоев либо единственный результирующий слой, несущий в себе набор пространственных объектов исходных слоев, топологию этого набора и атрибуты, которые являются производными от значений атрибутов исходных объектов. Примером оверлейной операции может служить нахожде- ние населенных пунктов, попадающих в зону штормового предупрежде- ния при прохождении тропического урагана Анализ близости в ГИС предполагает построение буферных зон и по- лигонов Тиссона. Создание буферных зон – это ГИС-операция, позволяющая опреде- лить области, окружающие геообъекты. Они представляют собой поли- гональный слой, образованный путем расчета и построения эквидистант, или эквидистантных линий, равноудаленных относительно множества точечных, линейных или полигональных пространственных объектов [22]. ГИС-поддержка решения таких типов географических задач, как проектирование санитарно-защитных зон предприятий, водоохранных зон водных объектов и других, осуществляется с использованием данной функции (рис. 1.9). Построение буферных зон выполняется для точечных, линейных или полигонных векторных геообъектов. В ГИС можно задавать расстояния буферных зон в разных единицах измерения, например, метрах, кило- метрах, единицах стоимости и др. Точечные распределения могут характеризоваться с помощью поли- гонов Тиссена (называемых также диаграммами Дирихле и диаграммами Вороного). Их построение основано на идее о том, что можно нарастить полигоны вокруг точек, дабы показать зоны их влияния в пространстве .Названы они были в честь климатолога Тиссена, который первым с их помощью проинтерполировал сильно неравномерные распределения климатических данных Переклассификация – это аналитическая операция, направленная на преобразование слоя ГИС-карты по заданному условию (рис. 1.11). Районирование определяется как процедура вычленения целостных территориальных систем в ГИС, когда внимание исследователей концентрируется на различиях между ними Одной из возможностей ГИС является картографическая генерализция. Генерализация в ГИС имеет два аспекта: генерализация базы данных и непосредственно геометрическая генерализация. Генерализация ин- формации в базе данных может быть представлена как построение масштабного ряда для всех объектов карты. Геометрическая генерализация трактуется как упрощение линий или полигонов. В ГИС существуют различные методы решения задач геообработки. Можно выполнять задачи геообработки, запустив инструмент из диалогового окна, командной строки либо в рамках скрипта или модели Одно из наиболее современных направлений ГИС-анализа – сетевой анализ геообъектов. Любая система связанных между собой линейных объектов – автомобильные и железные дороги, реки, трубопроводы, телефонные линии и линии электропередач – представляет сеть. Передвижения людей, транспортировка товаров и услуг, обмен информацией и передача энергии происходят по сетям . Типичные задачи сетевого анализа: поиск ближайшего пункта, разработка кратчайшего маршрута определение зон обслуживания (доступности), определение местоположения по адресу (геокодирование)
23. Обработка данных ГИС: связь: точка-точка…
Созданная прикладная географическая информационная система обычно включает серию тематических цифровых векторных слоев на исследуемую территорию. Для выполнения анализа территории при решении конкретных географических задач, например, выбора места для размещения и строительства рекреационного комплекса, школы, промышленного объекта и т.д., необходимо оперативно выполнять сопряженный анализ множества цифровых слоев с точечными, линейными и площадными (полигональными) моделями геобъектов. В этой связи программное обеспечение ГИС позволяет выполнять аналитические операции, используя следующие типовые классы задач обработки моделей объектов. 1 тип обработки данных ГИС – «Связь: Точка-Точка». В данном случае выполняется обработка нескольких точечных цифровых слоев для решения типа задач «определения дистанции от одного точечного объекта до другого» (например, расстояния от точки города (точечная тема «Города») до точки скважины по забору воды (точечная тема «Скважины воды» и др.) или решения типа задач «определения ближайших точек одной темы по отношению к точкам другой темы» (например, задача по- иска ближайших точек розничной продажи от местонахождения заданного объекта и т.д.). 2 тип обработки данных ГИС – «Связь: Точка-Линия». В данном случае выполняется обработка точечной и линейной тем для решения класса задач типа «точка на линии» (например, точки отбора проб воды на гидрохимический анализ на линейной теме «Реки и др.») или решения типа задач «поиск ближайших точек от заданной линии» (например, определить точки расположения аптек на расстоянии 30 м от линии улицы и т.д.). 3 тип обработки данных ГИС – «Связь: Точка-Площадь». В данном случае выполняется обработка точечной и площадной тем для решения класса задач типа «точка внутри площади» (например, точки отбора проб воды на гидрохимический анализ на площадной теме «Озеро» и др.) или решения типа задач «поиск ближайших точек от границ площадного объекта» (например, найти ближайшие точечные населенные пункты от границы республики на расстоянии 5 км и т.д.). 4 тип обработки данных ГИС – «Связь: Линия-Линия». В данном случае выполняется обработка двух линейных тем для решения класса задач типа «пересечение двух линий» (например, найти на карте места пересечения линий дорог и линий речной сети и др.») или решения типа задач «перекрещивание двух линий без разрывов» (например, найти места пересечения железных и автомобильных дорог и т.д.), или задач типа «поток в ...» (например, найти место впадения притока в основное русло реки или основная улица и тупиковый переулок т.д.). 5 тип обработки данных ГИС – «Связь: Линия-Площадь». В данном случае выполняется обработка линейной и площадной тем для решения класса задач типа «сечение двух линий» (например, найти на карте места пересечения линий дорог и линий речной сети и др.») или решения типа задач «пересечение линией полигона» (например, найти протяженность автомагистрали на территории административного района и т.д.), или задач типа «прилегать», когда линия является частью границы полигона (например, найти участки государственной границы, проходящей по реке т.д.). 6 тип обработки данных ГИС – «Связь: Площадь-Площадь». В данном случае выполняется обработка двух площадных тем для решения класса задач типа «наложение двух полигонов» (например, указать в границах административного района зоны незавершенного строительства и др.») или решения типа задач «анклав» (например, острова на озере т.д.), или задач типа «общая смежная граница» (например, найти смежные участки государственной границы двух стран т.д.