Dr. Szabó György egyetemi docens

BME Fotogrammetria és Térinformatika Tanszék1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3., K I. 31.

E-mail: gyszabo@eik.bme.hu

TÉRINFORMATIKA

9. Elemezések

Tartalom

Elemzések• Elemzések célja

• Adatok előkészítése az elemzéshez

• Lekérdezések

• Vektoradatok elemzése

• Raszter adatok elemzése

• Terepfelszín adatainak elemzése

• Hálózat elemzése

• Térbeli elemzés, modellezés

• Adatbányászat

Mi az a térbeli elemzés?• A térbeli elemzési funkciók a térinformatikai

rendszerek alapvető motorjai. Magukba foglalják a téradatokkal kapcsolatos összes átalakítást, transzformációt, módszert melyek új döntéstámogatási információ előállítását szolgálják. Az elemzés áttekinthetővé, befogadhatóvá tesz olyan összefüggéseket, melyek kinyerése a nyers adatsokaságból az emberi elme számára szinte reménytelen.

• Cél: a regisztrált alapadatokból jelentéssel bíró információ előállítása.

• Mi? Hol? Mikor? Mit? Hogyan? Melyik? Mi történik ha?

Dr. John Snow térképe az 1854-es Londoni kolerajárvány haláleseteiről

A térbeli elemzések első járványtani alkalmazásaaz epidemiológia „megteremtése”

Orvosi közvélemény: kolera oka a rossz levegő, miazma

Térbeli elemzés: Hipotézis: A kolera fertőzés terjesztője a szennyezett ivóvíz > Broad street-i kút

Sikeres akció: a Broad street-i kút lezárása

(Koch 30 évvel később fedezi fel a kolera bacilust!)

Az elemzések típusai• Induktív: a tapasztalati tények vizsgálata

alapján új elméletek, modellek megalkotása (alap kutatás, pl. járványok terjedése)

• Deduktív: ismert elméletek adott adatkörre való alkalmazhatóságának tesztelése (alkalmazott kutatás, pl. közlekedési zaj erdősávval való csökkenthetőségének vizsgálata)

• Normatív: az elemzési módszerek alkalmazása új vagy jobb tervek készítésére (mérnöki alkalmazások, pl. autópálya földmunkájának optimalizálása)

Az adatok előkészítése az elemzéshez

Problémák, gondok:• Nagy adatmennyiség (PetaByte-ok, több száz millió adat)• Az objektumok sokfélesége (természeti környezet, város

objektumai)• A regisztrált attribútumok nagy száma (szocio-ökonómiai

jellemzők)• Jelenség közvetlenül nem megfigyelhető (környezet

minőség, lakosság biztonságérzete)

Megoldási lehetőségek:• Egyváltozós statisztikai generalizálás (sokaság helyett egy

attribútum statisztikai jellemzőinek - átlag, szórás- használata)

• Többváltozós faktor analízis (több attribútumból a jelenséget meghatározó, közvetlenül nem megfigyelhető információk kinyerése)

• Kartográfiai generalizálás (vektor vonalak pontszámának csökkentése, egyszerűsítés, összevonás)

Kartográfiai Generalizálás

Részletes felmérési térkép-> Egyszerűsített levezetett térkép

Töpfer féle gyökszabály:

)obj(NM

M)obj(N 1

2/1

1

2titapasztala2

)obj(N

M

M)obj(N 1

2

1

2elméleti2

Objektumok tulajdonságainak tárolása és elemzési módszereik a GIS rendszerekben

Obj.Geometria

P,V,F,T szakadat

vektor raszter

Metr. Top. Dok. Tény

kvalitatívkvantitatív

Sorrendi

Interval.

Viszony.

1. Attribútum elemzés

2/a. Metrikus elemzés

2/b. Topológiai elemzés

3. Raszter elemzés

Attribútum elemzés• Lekérdezés attribútumok

kombinációjával

• Két attributum viszonyának megjelenítése scatterplot ábrán

• Két attribútum közötti viszony megjelenítése regressziós egyenessel

• Egy jelenség térbeli heterogenitásának megjelenítése attribútumok vagy indikátorok tematikus megjelenítésével

Olcsó kocsmák Lágymányoson (Price of beer =< 300 Ft Geomedia-> Analysis->Attribute Query

SQL script:

SELECT <attribútumok>

FROM <objektumok>

[WHERE <logikai kifejezés>]

[<grouping>]

[<order by>];

Az átlagos lakás árak és a fekete népesség aránya közötti összefüggés az USA államaiban 1990-ben.Scatterplot és lineáris regresszió

(A) California

(B) Mississippi

(Source: U.S. Bureau of the Census)

A

B

Jelenségek térbeli heterogenitásának, eloszlásának ábrázolása kartogram formábanGrid, Kör diagram, 3D prizma, Tematikus tartományokPont sűrűség, Oszlop diagram, Egyedi értékek, Arányos jelméret

3D Prism map

Öregedési mutató 2000-2008 (60-x/0-14)

Lágymányosi kocsmák árszintje (olcsó, közepes, drága)Geomedia: Legend ->Add Thematic Legend Entry

Boole és Fuzzy Logikai műveletek szemléltetése Venn-diagramokkal

élesen határolthalmazok metszete

nem élesen határolthalmazok metszete

0 0

1 1

élesen határolt halmaztagsági függvénye

nem élesen határolt halmaztagsági függvénye

Halmaz műveletek:

– része (A része B)

– metszet (A AND B),

– különbség (A NOT B),

– egyesítés (A OR B),

– diszkrepancia (A NOR B).

Boole: 0 vagy 1 érték

Fuzzy: 0-1 intervallumon tagsági függvény

Térbeli elemzések vektor adatokon

• Metrikus adatokon alapuló elemzések:– Puffer zóna generálás– Geometriai számítások: távolság, irányszög,

terület, kerület, súlypont

• Topológiai elemzések:– Point in Polygon– Polygon Overlay– Topológiai kapcsolatok

Konstans méretű puffer zóna generálása Pont, Vonal és Felület objektum környezetére

Lágymányosi kocsmák 100 m-es puffer zónájaGeomedia: Analysis-> Buffer Zone

Illeszkedés vizsgálat:egy pont a poligonon belül van-e?

Felületek metszése:

poligon és poligon metszése

-> új objektumok előállítása

Két jelenség topológiai viszonyainak elemzése: kolesz közeli luxus kocsmaGeomedia: Analysis-> Spatial Query

Topológiai műveletek:

• TOUCH

• COUNTAIN

• ARE COUNTAINED BY

• ENTIRELY CONTAIN

• ARE ENTIRELY CONTAINED BY

• OVERLAP

• MEET

• ARE SPATIALLY EQUAL

• ARE WITHIN DISTANCE OF

Touch a művelet az alaphalmaz azon elemeit szolgáltatja melyeknek bármilyen közös pontjuk van a kiválasztó halmazzal (érinti, tartalmazza, átfedi)

Touch Negáló opció (Not qualifier)

Contain a művelet az alaphalmaz azon elemeit szolgáltatja melyek magukba foglalják a kiválasztó halmaz elemeit (tartalmazza, érinti, de nem átfedi)

Negáló opció (Not qualifier)

Contain

Meet a funkció az alaphalmaz azon elemeit szolgáltatja melyek határpontjaikban érintkeznek a kiválasztó halmazzal (nem lehet átfedés)

Meet Negáló opció (Not qualifier)

Are spatially equal a funkció az alaphalmaz azon elemeit adja vissza melyek térbeli helyzete, pozíciója egybeesik a kiválasztó halmaz egy objektumával.

Negáló opció (Not qualifier)

Are spatially equal

Are within distance of a funkció az alaphalmaz azon elemeit szolgáltatja melyek a kiválasztó halmaztó egy adott lineáris távolságra helyezkednek el.

Are within distance of Negáló opció (Not qualifier)

Raszter műveletek: rétegmesztés (map algebra)

Az egyes osztályok (A-talajminőség, B- vízháztartás) tulajdonságainak egyesítése algebrai műveletekkel (C-termőképesség)

Raszter műveletek: konvolúciós szűrés

A szűrőablak (kernel) végigfuttatása a forrásképen adott jelenség kiemelése vagy zajok szűrése céljából

Objektumok geometriai jellemzőinek számítása:Line - LENGTH(Input.Geometry)Area - AREA(Input.Geometry), PERIMETER(Input.Geometry) Geomedia: Edit-> Attribute ->Update Attribute

Thank You

MerciGrazie

Gracias

Obrigado Danke

Japanese

English

French

Russian

German

Italian

Spanish

Brazilian PortugueseArabic

Traditional Chinese

Simplified Chinese

Hindi

Tamil

Thai

Korean

Köszönöm

Hungarian