4. 
   Проектирование и создание моделей геообработки.
   

Геообработка - это обработка географической информации, одна из основных функций ГИС. Она дает возможность создания новой информации путем выполнения операций над существующими данными.

Инструменты геообработки упрощают процесс обработки пространственных данных для моделирования различных явлений реального мира. Однако если технологический процесс геообработки состоит из многих шагов, затруднение может вызвать отслеживание всех использованных вами допущений, инструментов, наборов данных и значений параметров.

Один из простейших способов авторизации и автоматизации вашего технологического процесса и отслеживания задач геообработки – создание модели. Модель состоит из одного процесса или, в большинстве случаев, нескольких последовательно связанных процессов. Процесс состоит из инструмента – системного инструмента или пользовательского инструмента – и значений его параметров. В качестве примеров значений параметров можно привести входные и выходные данные, кластерный допуск или таблицу перекодировки значений. Модель позволяет вам выполнять шаги технологического процесса, вносить изменения в процесс и повторять его снова и снова одним щелчком мыши.

Модель – это представление действительности. Модель выделяет только те факторы, которые важны для вашего технологического процесса, и создает упрощенный, поддающийся управлению вид реального мира. В ArcGIS модель отображается как блок-схема модели. Вы автоматизируете свой технологический процесс путем выстраивания процессов в связанную цепочку в блок-схеме модели. При запуске модели процессы будут выполняться в определенной последовательности.

Очевидно, что построение модели дает вам ряд преимуществ:

• позволяет показать в упрощенном виде все процессы и взаимосвязи между процессами, а созданная вами модель будет динамически обновляться при любом внесении изменений.

• позволяет задавать значения для параметров каждого инструмента, и записывать эту информацию, что облегчает воспроизведение результатов.

• позволяет редактировать структуру модели через добавление или удаление процессов или через изменение взаимосвязей между процессами.

• позволяет редактировать значения параметров, определенных для инструментов, что дает возможность экспериментировать с альтернативными итоговыми данными.

Различают три основных типа моделей

---

:

1) Повторяющиеся задачи. В этом случае модели строят и используют для минимизации «черновой работы». В случае частого использования одной и той же последовательности инструментов, вы можете создать линейную модель и запускать ее столько раз, сколько это необходимо;

2) Модели пригодности. Модели пригодности используются для нахождения лучшего местоположения (магазина, виноградника, центра эвакуации, места заложения скважины и т.д.);

3) Модели процессов. В этом случае рассчитывается и отображается распространение какого-либо процесса на земной поверхности (распространения пожаров, наводнения, разливы нефти и т.д.).

5. 
   Управление и настройки работы с инструментами геообработки. Типы инструментов (системные инструменты, модели, скрипты).
   

Геообработка - это обработка географической информации, одна из основных функций ГИС. Она дает возможность создания новой информации путем выполнения операций над существующими данными.

Выполняя практические задания, мы пользуемся инструментами из окна ArcToolbox. Наборы инструментов могут содержать группы инструментов и инструменты. Группы инструментов, в свою очередь, также могут содержать группы инструментов и инструменты. Перед запуском инструмента устанавливаются параметры, необходимые для запуска инструмента (путь, имя входных и выходных данных и т.д.). Также инструмент можно запустить, пользуясь командной строкой, что оказывается быстрее.

Скрипты полезны при выполнении пакетной обработки нескольких входных данных, например, при конвертировании нескольких наборов данных в другой формат. Скрипты могут быть написаны с использованием любого из COM-языков, например, Python, JScript или VBScript; их можно добавлять в наборы инструментов. Скрипты также могут быть запущены непосредственно из соответствующего приложения для написания скриптов.

Создание модели - один из простейших способов авторизации и автоматизации технологического процесса и отслеживания задач геообработки. Модель состоит из одного процесса или, в большинстве случаев, нескольких последовательно связанных процессов. Процесс состоит из инструмента – системного инструмента (встроенного) или пользовательского инструмента (построенного нами) – и значений его параметров. В качестве примеров значений параметров можно привести входные и выходные данные, кластерный допуск или таблицу перекодировки значений. Модель позволяет вам выполнять шаги технологического процесса, вносить изменения в процесс и повторять его снова и снова одним щелчком мыши.

---

6. Расчет и использование центроидов.

Центроид обычно определяется как точка, находящаяся в точном географическом центре области или полигона.

Расчет:

1) Для прямоугольника центроид - точка пересечения его диагоналей.

2) Для многоугольников - по правилу четырехугольников, которое делит многоугольник на некоторое число перекрывающихся четырехугольников. Затем вычисляются центроиды, или центральные координаты, каждого четырехугольника, затем - их взвешенное среднее.

3) Для полигона центроидом может считаться центр прямоугольника, описанного вокруг полигона. Каноническим для ГИС центроидом является центр эллипса, наиболее близкого по форме к контуру полигона.

4) Центроид также может быть рассчитан как центр распределения некоторого явления. В этом случае центроид – это точка (центр масс), расчет координат которой требует раздельного усреднения координат Х и Y по всем точкам.

Если в распределении не все точки одинаково важны в отображении изучаемого явления, то им можно назначить весовые коэффициенты. Определение такого взвешенного центра масс требует перемножения каждой координаты на взвешивающий коэффициент, суммирования одноименных координат и деления сумм на общую массу (сумму коэффициентов).

Использование:

1) Центроид может быть нужен, когда вы создаете карту поверхности по значениям, определенным в разных ее областях. Например, вам нужно создать карту, показывающую уровень добычи нефти за период 1999-2001 гг. и у нас есть значения по территориям каждого НГДУ. Необходимо рассчитать центроиды для территории каждого НГДУ. Затем, используя интерполяцию, на основе этих точек могут быть построены изолинии или поверхности.

2) Предположим, что у вас есть карта крупного масштаба, которую вы желаете использовать для региональных исследований. На крупномасштабной карте отдельно стоящие здания и промышленные объекты представлены полигонами. При переходе к более мелкому масштабу эти полигональные объекты отображаются некорректно (наезжают друг на друга и на объекты других слоев, мешают чтению карты). Наиболее простым решением этой проблемы будет замена полигональных объектов точечными, а именно, центроидами.

7. Простое и функциональное расстояние.

Простое расстояние (эвклидово расстояние) - вычисляет расстояние от каждой ячейки растра (или векторной системы) до ближайшего источника.

1) В растровых системах простое расстояние измеряется количеством ячеек между точками, умноженным на величину разрешения растра.

---

2) В векторной системе расстояния определяются по теореме Пифагора.

С помощью расстояния по прямой также решаются задачи аллокации или, иначе, распределения. Функция Распределение позволяет определить, какие ячейки, к какому источнику относятся на основании значения расстояния по прямой.

Также можно вычислить Направление по прямой. Пример использования: В каком направлении находится ближайший город?



Функциональное расстояние – способность двигаться по прямой ограничивается препятствиями (барьерами), которые бывают 2х типов:

1) абсолютные – движение через которые невозможно (скалы, озеро и т.д.).

2) условные – препятствия занимают небольшие участки, (мелкие реки, холмистая местность), налагают некоторую стоимость на передвижение, замедляя его или требуя большего расхода энергии.

1) Функция Расстояния с взвешенной стоимостью использует растры источника и стоимости и создает выходной растр, в котором каждой ячейке присваивается значение накопленной стоимости перемещения до источника. Здесь рассчитывается так называемое нарастающее (кумулятивное) расстояние.

Целью определения функционального расстояния на поверхности с сопротивлением (например, топографической) является поиск маршрута наименьшей стоимости.



2) В случае векторных координат для определения расстояний может использоваться серия модификаций стандартной теоремы Пифагора.



8. Пространственные распределения

Пространственное распределение - это расстановка, порядок, концентрация или рассеянность, соединенность или бессвязность многих объектов в пределах заключающего их географического пространства.

1) Распределения точек

Простейшей мерой точечного распределения является плотность точек. Она определяется как результат деления числа точек на общую площадь, на которой они расположены.

Помимо общей плотности распределения, нас может интересовать еще и его форма. Точечные распределения встречаются в одном из четырех возможных вариантов (равномерные, регулярные, кластерные и случайные).

Анализ квадратов. В стандартном методе анализа квадратов используется нулевая гипотеза о равномерности распределения: мы предполагаем, что примерно одно и тоже число объектов будет находиться в каждой подобласти,

---

равное общему числу объектов, поделённому на количество подобластей. Для проверки равномерности распределения может использоваться относительно простой статистический показатель, который называется критерием хи-квадрат и выражается формулой: где Q - наблюдаемое число точек в квадрате, Е – ожидаемое (т.е. среднее) число точек в квадрате, суммирование проводится по всем квадратам.

Анализ ближайшего соседа представляет собой процедуру определения расстояния от каждой точки до ее ближайшего соседа (РБС) и сравнения этой величины со средним расстоянием между соседями. Среднее РБС дает меру разреженности точек в распределении. Простое сравнение рассчитанного РБС с тремя индексами (Индекс случайного распределения, Индекс максимальной рассеянности, критерий максимальной сгруппированности) даст вам понятие о том, каково это распределение.

Полигоны Тиссена

Точечные распределения могут также характеризоваться с помощью полигонов Тиссена (называемых также диаграммами Дирихле и диаграммами Вороного). Они основаны на идее о том, что мы можем нарастить полигоны вокруг точек, чтобы показать их возможные зоны влияния.

2) Распределения полигонов

Плотность полигонов на единицу площади

Статистик соединений подсчитывает количество соединений в полигональном распределении и характеризует структуру соединений каждого покрытия. Соединение - это общая граница двух смежных полигонов.

3)Распределение линий

Плотность линий - отношение суммы их длин к площади покрытия.

Расстояние до ближайшего соседа среди линий – первый подход: на каждой линии выбирается случайная точка, опускается перпендикуляр из этой точки к ближайшим линиям, измеряется это расстояние и подсчитывается среднее РБС. Второй подход: Прочерчивается выборочная линия пересечения через карту, рассматривается распределение интервалов между пересечениями ее с линиями покрытия.

Связность линий – мера сложности сети.

Гамма-индекс g является отношением числа существующих связей между парами узлов сети, L, к максимально возможному числу связей в том же наборе узлов, Lmax.



Альфа-индекс (α)- отношение имеющегося в сети числа контуров к максимально возможному числу контуров в этой сети. α = (L - (V -1)) / (2V - 5)

---

Смотрите также файлы

• 1. особенности лирики поэтов фронтового поколения.docx

• Вилочковая железа (тимус).docx

• Вопросы Что понимает закон под эмансипацией гражданина В каком порядке она осуществляется.docx

• Отработка норматива по псп 1Сбор и выезд по тревоге (в составе караула).doc

• Страхование что такое страхование.pptx