thema: raster in spatial analyst referent: tim erdweg 04.02.02

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  • Thema: Raster in Spatial Analyst Referent: Tim Erdweg 04.02.02
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  • Inhaltsverzeichnis: 1. Einleitung: Wofr Spatial Analyst? 2. Erluterung eines Rasterdatensatzes 3. Erklrung des auf Zellen basierenden Modulierens 4. Konvertierung von Daten zu Rasterdaten 5. Aufgabe 1: Konvertierung von Daten zu Rasterdaten 6. Benutzung des Raster Calculators 7. Aufgabe 2: Anwendung des Raster Calculators 8. Map Algebra
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  • Einleitung Daten Geometriedaten Sachdaten Rasterdaten Vektordaten In diesem Vortrag: - Rasterdaten (Pixel => Flche) Was sind Daten? Bisher: - Vektordaten (Punkte, Linien, Flchen)
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  • Einleitung Diskrete und kontinuierliche Daten: - Grenzen nicht eindeutig - Bezieht sich auf Flchen - Reprsentiert Phnomene, in dem jeder Ort auf der Oberflche einer Messung von einem konzentrierten Level oder einer Beziehung zu einer Quelle/Punkt ist, bzw. fortwhrend variiert Kontinuierlich: - Definierte Grenzen - Reprsentiert Feature- und Rasterdaten Diskret: - Kategorische, nicht kontinuierliche Daten
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  • Einleitung Diskrete und kontinuierliche Daten: Geoinfo 1:
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  • Einleitung Raster Vorteil: Nachteil: - Raumbezogene Analysen knnen - Es fallen in Abhngigkeit von der mit hherer Geschwindigkeit durch- Auflsung groe Datenmengen an gefhrt werden - Die Werte jeder Zelle liegen direkt - Eine hohe Genauigkeit ist nur bei in der Datenbank vor und mssen sehr hoher Auflsung mglich nicht wie bei Vektordaten zuvor be- rechnet werden - Die Werte einer Zelle beziehen sich nicht auf einen bestimmten Punkt (Koordinaten), da Pixel verwaltet werden
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  • Einleitung
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  • Erluterung von Rasterdaten Rastertypen: 2. Image raster - ber abbildende Systeme gewonnen (Satellit/Flugzeug) 1. Thematic raster - Rasterzellen sind gemessene Gren oder Einteilungen
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  • Erluterung von Rasterdaten Thematische raster 1.1 Rumlich unterbrochene Daten - gemessene Daten treffen fr ein Zellzentrum zu und verndern sich nur geringfgig. Z.B.: Hhen, Niederschlag 1.2 Rumlich abgesonderte Daten - Der Wert jeder Zelle gehrt einer Kategorie oder Klasse an Z.B.: Landeigentum, Vegetation
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  • Erluterung von Rasterdaten Aufbau eines Rasters: 0 1 2 3 4 5 6 7 SPALTEN Z 0 Zelle (Pixel) E 1 I 2 L 3 E 4 Zellengrsse N 5 6 7 Vergleich mit Matrix Zellen sind quadratisch und zueinander parallel X,Y-Koordinatensystem orientiert an linke, untere Ecke (x=Zeilen) Inhalt Integer (kategorische Darstellung) oder float (kontinuierliche Darstellung).
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  • Erluterung von Rasterdaten Zonen: Beispiel: Zone/Region - Jede Zelle mit gleichem Wert gehrt zu einer Zone - Die Zellen mssen nicht verbunden sein Region: - Jede verbundene Gruppe von Zellen mit dem gleichen Wert - Keine Daten oder nicht gewnschte Daten -Auf die Problematik von Funktionen und Operatoren wird spter eingegangen No Data:
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  • Erluterung von Rasterdaten Auflsung von Rastern kleinere Zellengren =/= hhere Genauigkeit (Input) - Durchfhrung der Analyse (Rechenaufwand) - Gewnschte Gre => Beachtung Speicherkapazitt - Abhngig vom Input 2. Anforderungen an die Zellengre: 1. Zellen mssen klein aber nicht zu klein sein - Effiziente Berechnung (dennoch detailliert genug fr Aufgabenstellung)
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  • Erluterung von Rasterdaten Raster Encoding (Kodierung): - Punkte kombiniert mit einer Flche haben eine Genauigkeit von der Hlfte einer Zelle (zellenbasierendes System bei Spatial Analyst) -Linie eine Zelle, wenn mehrere Linien eine Rasterzelle kreuzen => Entscheidung ber Zufall - Punkte in einer Zelle, wenn mehrere Punkte in einer Zelle => Entscheidung ber Zufall - Darstellung des Polygons erfolgt ber Zellmitte - Der Code zu jeder Zelle ist numerisch und stimmt mit einem Attribut berein => schnellere Bearbeitung, komprimierte Daten
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  • Erluterung von Rasterdaten Reprsentierung von Features in einem Rasterdatensatz - Wenn der Jaggies-Effekt aufgrund des Inputs auftritt, dann wirkt sich dieser Effekt bei Umkehrung des gewonnenen Rasterdatensatzes zu Features doppelt aus - Jaggies-Effekt nicht signifikant, da kleine Zellgren gewhlt werden knnen
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  • Erklrung des auf Zellen basierenden Modulierens Wesentliches Kapitel, um das Hauptwerkzeug von Spatial Analyst zu verstehen: Operatoren und Funktionen. Die Zellenberechnungen mit Hilfe des Eingaberasters fr das Ausgaberaster knnen auf verschiedene Arten ber die Operatoren und Funktionen ausgefhrt werden. 3. Die Zellenorte, die in die Berechnung mit einbezogen werden sollen 2. Die angewandte(n) Funktion(en) oder Operator(en) 1. Die Werte der Zelle Fr auf Zellen basierendes Modullieren bentigt man:
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  • Erklrung des Zellen basierenden Modulierens 1. Local function (Photogrammetrie) - Es knnen Berechnungen mit einer Zelle durchgefhrt werden, wobei die Nachbarzellen das Ergebnis nicht beeinflussen 2. Focal function - Es knnen Berechnungen mit einer einzelnen Zelle und ihren Nachbarzellen durchgefhrt werden
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  • Erklrung des Zellen basierenden Modulierens 3. Zonal function - Es knnen Berechnungen mit einem Satz von Zellen durchgefhrt werden, die alle den gleichen Wert haben - ber Spatial Analyst user interface, dialogbox (geoferencing), Raster Calculator mit Map Algebra 5. Application function - Diverse speziellere Anwendungen (slope) 4. Global function - Es knnen Berechnungen bezglich des gesamten Rasters durchgefhrt werden
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  • No Data - No Data und 0 sind nicht gleich zu setzen - No Data = nicht gengend Informationen, um einen Wert wiederzugeben Erklrung des Zellen basierenden Modulierens Beispiel: 1. Addieren von zwei Rastern 2. Focal funktion 2. Ignoriert No Data und rechnet mit den erhltlichen Werten 1. Wiedergabe von No Data fr die Zelle Auswirkungen auf Operationen und Funktionen Zwei Arten der Berechnung mit No Data:
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  • Konvertierung Konvertierung von Features zu Rastern - Dateitypen CAD - Zeichnungen, coverages, shapefiles - Bei String wird eine Zahl angegeben und der Inhalt des Strings in einer Tabelle festgehalten - String und Zahlen z.B.: 1. Polygon Features nach Raster
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  • Konvertierung Konvertierung von Features zu Rastern Input Feld Zell- grsse Ort der Speich- erung
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  • Konvertierung Konvertierung des Rasters zu Features - Z.B.: Polygon wird aus Gruppen von Zellen mit gleichem Wert ermittelt - Die Grenzen des Polygons werden ber Zellengrenzen hergestellt - No Data im Input werden nicht als Feature dargestellt Beispiel: 1. Raster zu Polylinien
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  • Aufgabe 1 - Kopieren sie den shapefile States vom Verzeichnis V:\Proseminar\Tim_Ramsesaus dem Ordner Tim auf das Laufwerk u:\ und ffnen sie diesen unter Arc Map. - Konvertieren sie den shapefile in ein Raster
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  • Benutzung des Raster Calculators Nutzen des Calculators: Operationen und Funktionen 1. Arithmetische *, /, -, + Mathematische Operatoren: Input: Grid layers, raster layers, shapefiles,Tabellen, Konstanten und Nummern.
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  • Benutzung des Raster Calculators 2. Boolean (VK logische Grundschaltungen) Output True = 1, False = 0. Not(^): - Findet Nullwerte in einem einzelnen Inputraster (True) Xor(!): - Ungleich Null in einem oder einem anderen aber nicht in beiden Inputrastern (True) Or(|): - Ungleich Null in einem oder beiden Inputrastern (True) And (&): - Beide Werte des Inputs gleich (True) Z.B.: Fr And (&)
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  • Benutzung des Raster Calculators 3. Relationale Operatoren: ==, >,, >=,
  • Benutzung des Raster Calculators 1. Gewichten eines Rasters 1. Den Raster Calculator ffnen 4. Evaluate zur Berechnung bettigen (Ergebnis ist zeitlich begrenzt) 3. * und den Multiplikator eingeben 2. Doppelklick auf den gewnschten Layer [Layermssen Rasterdatenstze sein mit gleicher Anzahl von Zellen (Spalten, Zeilen)] => verschiedene Files mssen vorher konvertiert werden 2.3. 4. [ADMINS4]*0.25
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  • Benutzung des Raster Calculators 2. Raster zu kombinieren 1. ffnen des Raster Calculators 4. Evaluate zur Berechnung ausfhren 3. + und nchsten Layer aussuchen 2. Layer mit Doppelklick anwhlen 2. 3. 4. [ADMINS4] + [CA_OUTLINE]
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  • Benutzung des Raster Calculators 3. Selektion von Daten 1. ffnen und Layer aussuchen 3. Evaluate 2. Operator angeben [Z.B.:, (relationale)sowie boolsche und andere Werte] 1. 2. 3. [ADMINS4] > 3000 & [CA_OUTLINE2] == 5
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  • Benutzung des Raster Calculators 4. Mathematische Funktionen durchfhren 1. ffnen 5. Evaluate 4. Layer auswhlen 3. Exp eingeben 2. Doppelpfeil anwhlen 4. 2. 3. 5. Exp([ADMINS4])
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  • Benutzung des Raster Calculator 5. Zur Nutzung der Map Algebra 1. ffnen 6. Evaluate 5. Runde Klammer schlieen 4. Doppelklick auf gewnschtem Rasterlayer 3. Runde Klammer auf 2. Map algebra funktion angeben (Z.B.: Slice) Slice([ADMINS4]) 2. 4. 3. 5. 6.
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  • Aufgabe 2 - Selektieren sie in dem Raster States die Staaten heraus, die grsser 20000 und kleiner 40000 sind.

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