rodzaje analiz przestrzennych: 1. zapytania do bazy danych 2. algebra map 3. operatory sąsiedztwa
DESCRIPTION
Rodzaje analiz w SIT/GIS. Analizy przestrzenne to zbiór działań na jednej bądź kilku warstwach informacyjnych GIS, w celu uzyskania nowej informacji w postaci graficznej lub tabelarycznej. Rodzaje analiz przestrzennych: 1. Zapytania do bazy danych 2. Algebra map 3. Operatory sąsiedztwa - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
1
Rodzaje analiz przestrzennych:
1. Zapytania do bazy danych2. Algebra map3. Operatory sąsiedztwa4. Operatory odległości
Analizy przestrzenne to zbiór działań na jednej bądź kilku warstwach informacyjnych GIS, w celu uzyskania nowej informacji w postaci graficznej lub tabelarycznej
Rodzaje analiz w SIT/GIS
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
2
Przezlokalizację
Przezatrybut
proste Co znajduje się we wskazanym miejscu?
Gdzie znajdują się obiekty o wybranym atrybucie?
złożone 1. Gdzie znajdują się obiekty spełniające kilka atrybutów?2. Gdzie znajdują się obiekty w określonych relacjach?
Jakie obiekty spełniają zdefiniowane warunki?Pytania formułujemy za pomocą języka SQL
1. ZAPYTANIA DO BAZY DANYCH
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
3
1. Zapytania do bazy danych
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
4
1. Zapytania do bazy danych
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
5
1. Zapytania do bazy danych
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
6
1. Zapytania do bazy danych
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
7
1. Zapytania do bazy danych
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
Jakie obiekty spelniajazdefiniowane warunki?Pytania formulujemy za pomoca jezyka SQL
1. Gdzie znajduja sieobiekty spelniajace kilka atrybutów?2. Gdzie znajduja sieobiekty w okreslonych relacjach?
zlozone
Gdzie znajdujasie obiekty o wybranym atrybucie?
Co znajduje siewe wskazanym miejscu?
proste
Przezatrybut
Przezlokalizacje
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
8
Przezlokalizację
Przezatrybut
proste Co znajduje się we wskazanym miejscu?
Gdzie znajdują się obiekty o wybranym atrybucie?
złożone 1. Gdzie znajdują się obiekty spełniające kilka atrybutów?2. Gdzie znajdują się obiekty w określonych relacjach?
Jakie obiekty spełniają zdefiniowane warunki?Pytania formułujemy za pomocą języka SQL
1. ZAPYTANIA DO BAZY DANYCH
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
9
Relacji przestrzenne
Wszystkie p1 mające część wspólną z p2
Wszystkie p1 w odległości d od p2
Wszystkie p1 zawierające p2
Wszystkie p1 zawarte w p2
Wszystkie p1 o tym samym kształciei lokalizacji co p2
Wszystkie p1 zawierające się
w całości w p2
Wszystkie p1 mające część wspólną z p2
(bez uwzględnienia krawędzi)
Wszystkie p1 mające wspólny krawędź z p2
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
10
?
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
11
2. OPERACJE ALGEBRAICZNE I LOGICZNE (algebra map)
Działania na warstwach, zwłaszcza rastrowych i obrazach cyfrowych, polegające na ich przekształcaniu w mapy (obrazy) o innej treści w oparciu o znaną lub ustaloną relację pomiędzy nimi.
Dotyczy:• przekształcenia pojedynczych map (obrazów) z wykorzystaniem prostych działań algebraicznych (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie) lub • bardziej złożonych funkcji (wykładniczych, logarytmicznych, trygonometrycznych itp.)• działań algebraicznych i logicznych nakładania kilku map (typowe operacje: dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie, stosunek znormalizowany, minimum, maksimum, alternatywa, koniunkcja, itp.)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
12
2. OPERACJE ALGEBRAICZNE I LOGICZNE (algebra map)
Modyfikacja atrybutu (+,-,*,/ przez liczbę…)
Matematyczne transformacje wartości atrybutu (funkcje trygonometryczne, logarytmiczne itd..)
Matematyczne operacje na warstwach (+,-,*,/, funkcje trygonometryczne, logarytmiczne itd.
Przykład : przekształcenie mapy rzeźby terenu w postaci numerycznego modelu terenu w mapę opadów na podstawie obserwacji w stacjach meteorologicznych oraz relacji pomiędzy wysokością punktu a wielkością opadów
T = -0.005 * H + 27gdzie: T – temperatura [oC]H – wysokość [m]
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
13
Warstwa: wysokości (H)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
14
Warstwa: nachylenie stoków (S)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
15
Warstwa: tereny zabudowane (Z)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
16
Z > 350, nach.>15%
nach. > 20%
Z > 400 m
Razem 25%
Wynik1 =obszary spełniające warunek H > 350 i S > 15
Wynik2 =obszary spełniające warunek S > 20
Wynik3 =obszary spełniające warunek H > 400
Suma= obszary spełniające warunek (wynik1 lub wynik2 lub wynik3)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
17
3. OPERATORY SĄSIEDZTWA
wektorowe• agregacja, łączenie, scalanie, część wspólna
rastrowe (gridowe)• filtracje• analizy na DTM: mapy spadków, ekspozycji, mapy widoczności• analizy kosztów• klasyfikacje• analizy statystyczne
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
18
• Agregacja czyli zbieranie obiektów według atrybutu, usunięcie granic rozdzielających powierzchnie o tej samej wartości lub jakości cechy wybranej jako kryterium
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
19
• Łączenie- łączenie treści dwóch lub więcej warstw informacyjnych.
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
20
• Scalanie - sklejanie warstw informacyjnych w jedną całość.
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
21
• Znajdowanie części wspólnej dwóch warstw informacyjnych
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
22
OPERATORY SĄSIEDZTWA – ANALIZY DTM
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
23
Analizy DTM
przykłady on-lineNumeryczny model rzeźby terenu
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
24przykłady on-line
Mapa nachyleń w stopniach
Analizy DTM
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
25przykłady on-line
Mapa nachyleń w procentach
Analizy DTM
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
26
4. OPERATORY ODLEGŁOŚCI
- generowanie map odległości (r)- generowanie map kosztów (r),- buforowanie (w, r)- analizy sieciowe (w, r)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
27
Operatory odległości
bufor mapa odległości mapa kosztów
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
28
Mapy odległości
Mapy odległości w różnych pakietach rastrowych GIS
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
29
• Buforowanie - tworzenie stref buforowych wokół obiektów (obszarów w których każdy punkt leży nie dalej niż szerokość strefy)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
30
Złożenie trzech stref buforowych wokół dróg: 500m, 1000, 2000m (powstaje strefowa mapa odległości )
Rysunek http://robert.szczepanek.pl/qgis_tutorial.php#topic9
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
31
Bufor wokół rzek
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
32
Analizy sieciowe (network analysis)
Sieci składają się z elementów dwu rodzajów: z krawędzi (linie) i z łączników (węzłów). Elementy te są powiązane topologicznie.Wzdłuż krawędzi odbywa się przepływ różnych substancji, towarów, środków transportu, ludzi itp.Łączniki występują na przecięciu dwu lub więcej krawędzi i pozwalają na przepływ pomiędzy różnymi krawędziami.
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
33
• analizy sieciowe mogą być przeprowadzane na danych wektorowych lub rastrowych
• węzły odzwierciedlają takie elementy przestrzeni jak skrzyżowania, węzłowe stacje kolejowe, puszki połączeniowe itp.,
• krawędzie (linie) są fragmentami dróg, rur, kabli. • linie posiadają atrybuty kierunku oraz „oporu pozornego”, które
determinują opór właściwy korygujący „koszt” poruszania się po sieci (np. uliczny korek).
*)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
34
Przykładowe zadania:• znalezienie optymalnego połączenia pod względem postawionych warunków, np. najkrótszej lub najszybszej drogi pomiędzy określonymi punktami;• analiza lokalizacji czyli znalezienie najbliżej położonego obiektu (bank, szpital) od wskazanego miejsca;• analiza alokacji czyli znalezienie wszystkich dróg oddalonych (W CZASIE LUB PRZESTRZENI) od punktu początkowego o zadaną wartość; • analiza trasowania czyli wyznaczania optymalnej trasy przebiegającej przez n zadanych punktów.
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
35
Znalezienie najtańszej (optymalnej) drogi
• Koszt przebycia drogi zależy od rodzaju „oporu” który wybierze użytkownik – może nim być czas, odległość, lub wrażenia estetyczne
CZAS: 8 minDługość: 4,6 km
ODLEGŁÓŚĆ: 4,5 kmCzas: 9 min
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
36
Szacowanie dostępności danego obszaru
• Bufor odległości od punktu (np.. 5km od sklepu) – mało rzeczywiste…
• + uwzględnienie oporu związanego z poruszaniem się po sieci dróg w promieniu 5 km
• ++ badanie przestrzennej zmienności w dostępie do danego obszaru
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
37
Rastrowe analizy sieciowe
– linie oraz węzły muszą być przechowywane w oddzielnych warstwach
– sieć zbudowana z wykorzystaniem modelu rastrowego zawiera z reguły dużą ilość warstw.
– grid jest grafem przedstawiającym sieć, w której połączenia z jednego węzła mogą nastąpić w 8 kierunkach.
*)
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
38
Znajdowanie najtańszej drogi przy pomocy modelu rastrowego
• Algorytm znajdowania drogi w modelu rastrowym jest podobny do modelu wektorowego.
• Aby znaleźć najkrótszą (najtańszą, najszybszą) drogę należy przygotować raster, który przedstawia skumulowany koszt (lub opór) przebycia drogi od jednej komórki do drugiej.
• Raster kosztów to kombinacja różnych gridów, które opisują różne atrybuty. Jest określany na drodze algebry map.
WM,BH,TP,KP materiały pomocnicze do wykładów
39
– Model wektorowy jest właściwszy dla analiz precyzyjnie określających kierunek przepływu między punktami (droga, rzeka, kabel telefoniczny, rura) - dyskretnymi elementami, głownie antropogenicznymi, których atrybuty stanowią kluczową rolę w określaniu całej sieci.
– Model rastrowy jest korzystniejszy w przypadku gdy problemem jest znalezienie drogi przez teren, gdzie nie znajdują się określone ścieżki oraz tam gdzie sieć nie składa się z wielu warstw i atrybutowo zdefiniowanych kierunków, co czyni proces modelowania znacznie bardziej złożonym.
Analizy sieciowe na danych wektorowych i rastrowych