9. Методы классификации и отображения категорийных данных

Категорийные данные (качественные, номинальные) – описания или имена объектов (обычно текст, может быть числовой код) (например, названия стран, жилые или коммерческие земельные участки и т.п.)

Способы отображения:

Могут отображаться различными стилями, шрифтами или даже символами.

Методы классификации:

• 
  Замена определенных значений на «Нет данных» или замена «Нет данных» на значение.?
  
• 
  Перекодировка?
  
• 
  Оператор отношений?
  

10. Методы классификации и отображения количественных данных

Количественные данные – числовые величины (население), измерения (высота рельефа), статистика (средние значения – доход на душу населения, отношение – процент населения в возрасте старше 65 лет, плотность – население на кв.м).

Способы отображения:

• 
  Градуированные цвета (подходит для измерений или статистики)
  
• 
  Градуированные символы (подходит для величин)
  
• 
  Пропорциональные символы
  
• 
  Плотность точек
  
• 
  Диаграммы
  

Методы классификаций:

1) Метод естественных границ - создает классы таким образом, чтобы сгруппировать близкие по значениям данные.

2) Метод равноинтервальной классификации - разбивает значения атрибута на равные по размеру диапазоны значений.

3) Метод равновеликой классификации (метод квантиль) - значения разделяются таким образом, что каждый класс содержит одинаковое количество объектов.

4) Метод среднеквадратическое отклонение - программа находит среднее значение, затем устанавливает верхние и нижние границы класса с интервалом по значению среднеквадратического отклонения. Затем программа группирует в один класс все значения, удаленные от среднего значения на величину, равную трем среднеквадратическим отклонениям.

11. Фильтры: виды фильтрации растровых наборов данных и их назначение

Фильтр представляет собой матрицу чисел (размером nxm ячеек), которые служат операндами в выражениях со значениями ячеек растра.

Фильтр высоких частот (ФВЧ) предназначен для выделения деталей в растровом наборе данных содержащих относительно близкие значения (для выделения краев областей или линейных объектов). Фильтр использует матрицу 3x3 с весовым коэффициентом 9 в центральной ячейке и минус 1 — во всех остальных.

Фильтр низких частот (ФНЧ) предназначен для подавления более высоких пространственных частот, чтобы удалить не имеющие ценности топографические флуктуации, получив таким образом покрытие, которое показывает топографию в более общем (упрощенном, сглаженном) виде. Наиболее распространен ФНЧ с матрицей 3x3, все коэффициенты которой равны 1.

---

Анизотропные фильтры предназначены для подчеркивания ориентации объектов. Например, если вы хотите выделить гребни, ориентированные с востока на запад, вы должны использовать фильтр, у которого ячейки средней строки содержат положительные числа, а остальные - отрицательные. Для ориентации с севера на юг нужно сделать числа среднего столбца положительными, а остальные - отрицательными.

12. Буферы

Буфер - это полигон, с границей на определенном удалении от точки, линии или границы области. Для создания такого буфера требуется всего лишь отсчет заданного расстояния по всем направлениям от каждой точки границы выбранного объекта.

Буфер, обычно создается как отдельный объект и хранится в отдельном классе векторных объектов

Многослойный буфер – буфер, построенный вокруг предыдущего буфера.

Произвольный буфер – буфер, с предположительным размером буферной зоны.

Мотивированный буфер – буфер, основанный на функциональном расстоянии (на априорном знании площади буфера).

Измеримый буфер – буфер, где его размер выбран по результатам изменения какого-либо явления.

Нормативный буфер – буферизация определяется нормативными актами (парковаться за 5 м от пешеходного перехода).

Варьируемый буфер – буфер разной ширины (загрязняющие вещества в глине и песке).

13. Расчет и анализ поверхностей. Переклассификация поверхностей.

Поверхности - это объекты, которые чаще всего представляются значениями Z, распределенными по области, определенной координатами X и Y. Основными моделями поверхностей являются гриды и TINы, а изолинии являются производными объектами от TIN или GRID.

TIN строятся по 3D точкам, то есть точкам, имеющим 3 координаты (X,Y,Z), в треугольники.

Грид состоит из массива регулярно распределенных прямоугольных, чаще квадратных, ячеек со значениями z.

Поверхности могут быть переклассифицированы на основе идеи окрестности. Наиболее широко используются следующие преобразования поверхностей:

1) Расчет уклона поверхности - угол между гранью и горизонтальной плоскостью. Угол φ - азимут уклона или экспозиция склона.

Функция Уклон вычисляет максимальную скорость изменения значения между соседними ячейками—например, максимальный угол наклона земной поверхности или градиент гравитационного поля. Каждой ячейке выходного растра присваивается значение уклона. Чем меньше значения уклона, тем ровнее территория; чем больше значение уклона, тем круче склоны. Выходной набор данных уклона можно вычислить в единицах градуса или процента уклона.

---

2) Экспозиция склона (расчет азимута) - указывает направление наиболее крутого уклона от каждой ячейки к соседним. Ее можно считать направлением уклона или направлением по компасу, куда обращен склон холма. Экспозиция измеряется в градусах против часовой стрелки от 0 (направление на север) до 360 (опять на север, сделав полный круг). «-1» - плоские участки.

3) Отмывка рельефа - создает эффект искусственного освещения поверхности, определяя значения освещенности в каждой ячейке растра. Для этого она устанавливает позицию гипотетического источника света и вычисляет значения освещенности для каждой ячейки относительно других ячеек. Таким образом, можно значительно улучшить вид данных при визуализации или создать новую информацию для дальнейшего анализа. По умолчанию оттенки шкалы серого цвета связываются с числами от 0 до 255 (по возрастанию от черного к белому).

Параметры функции – азимут (угловое направление расположения солнца) и высота (угол высоты источника освещения над горизонтом).

4) Взаимная видимость – при расположении наблюдателя в определенной точке показывает, какие области рельефа будут видны (области видимости), а какие нет.

5) Расчет объемов и площадей – функция Насыпей/Выемок показывает площади и объемы изменений между двумя поверхностями, в которых произошли изменения, связанные с добавлением или удалением вещества поверхности.

14. Методы интерполяции.

Интерполяция – математические методы заполнения промежутков между точками измерений.

1) Метод обратно взвешенных расстояний предполагает, что влияние значения измеренной переменной убывает по мере увеличения расстояния от точки замера. ОВР вычисляет значения ячеек, усредняя значения точек замеров, находящихся вблизи каждой ячейки. Чем ближе точка к центру оцениваемой ячейки, тем больший вес, или влияние, имеет ее значение в процессе вычисления среднего.

При ОВР можно контролировать степень влияния, тип радиуса, барьер. Этот метод хорош, когда опорные точки расположены достаточно плотно.

2) Метод сплайн рассчитывает значения ячеек на основе математической функции, минимизирующей кривизну поверхности, в результате получается сглаженная поверхность, точно проходящая через все точки измерений.

Существует две модификации метода сплайна: регуляризация и натяжение.

Метод регуляризации создает гладкую, постепенно меняющуюся поверхность, значения в которой могут выходить за пределы диапазона значений замеров.

---

Метод натяжения меняет жесткость поверхности в зависимости от характера моделируемого явления. Он создает менее гладкую поверхность, значения в которой ближе к рамкам диапазонов значений замеров.

Сплайны лучше подходят для моделирования плавно изменяющихся поверхностей (наземный рельеф, уровень грунтовых вод).

3) Метод тренд подбирает математическую функцию- полином заданного порядкако всем исходным точкам. Он опирается на регрессию наименьших квадратов и создает поверхности с наименьшим отклонением от исходных значений. Метод наименьших квадратов отыскивает такие значения коэффициентов полинома, чтобы суммарная разница между фактическими значениями и вычисленными значениями (дисперсия) была минимальной.

4) Метод Кригинг основан на статистических моделях, включающих автокорреляцию (статистические зависимости между измеренными точками). Кригинг базируется на двух задачах: (1) определении функции вариограммы и ковариации (пространственной автокорреляция) и (2) интерполяции неизвестных значений.

Метод кригинга является универсальным методом, и получил широкое распространение в различных областях применения.

15. Операции наложения на векторном и растровом типах данных.

Наложение - способность комбинировать картографическое представление одного выбранного набора данных с другим (или другими).

1. 
   Растровое наложение
   

Процесс наложения на растровом типе данных подразумевает сравнение (сопоставление) ячеек двух или более растров, пространственное положение которых совпадает. Поэтому, пользователь должен помнить о том, что экстент и пространственное разрешение всех входных растров должны быть одинаковыми.

Традиционно наложение рассматривается как метод сравнения полигональных покрытий. Но существуют и следующие типы наложений: «точка в полигоне», «линия в полигоне», «полигон в полигоне».

С помощью операторов и функций, мы можем создавать различные варианты наложений.

Есть три группы математических операторов: Арифметические, Булевы и операторы отношений.

Функция Статистика по ячейкам: при вычислении статистики по ячейкам вы можете вычислить для каждой ячейки выходного растра статистическую величину на основании значений ячеек с таким же местоположением во всех входных растрах.

С помощью функции Зональной статистики можно вычислить статистические данные по каждой зоне в наборе данных по зонам на основании значений в другом наборе данных.

---

Свойственен недостаток пространственной точности.

Преимущества: обладают высокой гибкостью, высокой скоростью выполнения операций, вычислительной легкостью.

2. 
   Векторное наложение
   

Наложение САПР простое расположение символов отображения данных на одной поверхности. Результатом этой операции является изображение на экране, но не класс пространственных объектов в файле. Позволяет ответить на вопросы только визуально, без использования программы, поэтому преимущества наложения данного типа - простота и быстрота выполнения.

Топологическое векторное наложение подразумевает, что программа должна уметь определять положения точек или линий относительно границ полигонов, с которыми мы их сравниваем.

Наложение «точка в полигоне» заключается в соотнесении координат точек с границей полигона с целью определения принадлежности этих точек внутренней области полигона.

Наложение "линия в полигоне" заключается в соотнесении координат концевых и промежуточных точек линии с границей полигона с целью определения принадлежности этих точек полигону, то есть, по сути, оно сводится к выполнению точечного наложения. Дополнительным моментом является то, что линия может пересекать границу полигона. В простейшем случае можно считать, что если хотя бы одна точка линии принадлежит полигону, то и вся линия принадлежит ему. Но более корректным подходом является определение точек пересечения линии с границей полигона и создание в них узлов, что позволит разделить атрибуты внутренних и внешних по отношению к полигону частей линии.

16.Топологическое векторное наложение, проблемы векторного наложения.

Топологическое векторное наложение подразумевает, что программа должна уметь определять положения точек или линий относительно границ полигонов, с которыми мы их сравниваем.

Наложение «точка в полигоне» заключается в соотнесении координат точек с границей полигона с целью определения принадлежности этих точек внутренней области полигона.

Наложение "линия в полигоне" заключается в соотнесении координат концевых и промежуточных точек линии с границей полигона с целью определения принадлежности этих точек полигону, то есть, по сути, оно сводится к выполнению точечного наложения. Дополнительным моментом является то, что линия может пересекать границу полигона. В простейшем случае можно считать, что если хотя бы одна точка линии принадлежит полигону, то и вся линия принадлежит ему. Но более корректным подходом является определение точек пересечения линии с границей полигона и создание в них узлов, что позволит разделить атрибуты внутренних и внешних по отношению к полигону частей линии.

---

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