2. rastrové analýzy
DESCRIPTION
2. Rastrové analýzy. EKO/GKE. Scénář. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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?!
Dopravní odbor připravuje mapy cyklistických stezek.
Policie zkoumá míru kriminality.
Hydrologové monitorují kvalitu vody.
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)
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
složitější datová struktura složitost výpočtů při
analytických operacích nevhodnost pro souvislé
povrchy vyšší nároky na software
Výhody Nevýhody
Rastr (pro a proti)
jednoduchá datová struktura jednoduchá kombinace s
dalšími daty, např. DPZ jednoduché provedení
analytických operací relativní softwarová
nenáročnost
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
Výhody Nevýhody
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
Srážky-
Ztráty (Evaporace,
Infiltrace)=
Odtok5 22 3
2 43 3
7 65 6
-
=
Rozhraní ArcMap
[snow100m] - 0.5 * [temp150m]