- •Геоинформационные системы в географии
- •Лекция 6 Дополнительный модуль
- •План лекции
- •Введение
- •Предназначение модуля
- •Получение новой информации из существующих данных с помощью модуля
- •Поиск подходящего местоположения
- •На рисунке наиболее подходящие участки выделены зеленым цветом,
- •Вычисление расстояния и анализ стоимости перемещения по пути
- •Нахождение оптимального пути между двумя местоположениями
- •Проведение статистического анализа на локальном уровне, на уровне окрестности или зональном
- •Интерполяция значений для изучения областей на основе образцов
- •Интерполяция данных опорных точек в непрерывную растровую поверхность
- •Очистка данных для последующего анализа или отображения
- •Перечисленные выше задачи – это только часть примеров анализа, который можно выполнять с
- •Подключение модуля
- •По умолчанию интерактивная панель инструментов Spatial Analyst автоматически не добавляется в ваш сеанс
- •Базовая терминология
- •Анализ на основе ячеек
- •Ячейка
- •Алгебра карт
- •NoData
- •Растр
- •Пространственный анализ
- •Функциональные возможности набора инструментов
- •Функциональность дополнительного модуля ArcGIS Spatial Analyst представлена большим числом инструментов геообработки. Возможно использовать
- •Группы инструментов Spatial Analyst
- •Группа инструментов Условия (Conditional)
- •Инструменты Условия
- •Группа инструментов Плотность (Density)
- •Инструменты Плотность
- •Пример поверхности плотности
- •Группа инструментов Расстояние (Distance)
- •Более сложное вычисление расстояний можно моделировать, используя инструменты Путевого расстояния, которые могут накладывать
- •Инструменты вычисления Расстояний
- •Стоимостное расстояние
- •Пример Евклидова расстояния
- •Пример стоимостного расстояния
- •Пример стоимостного направления
- •Группа инструментов Извлечение (Extraction)
- •Инструменты Извлечение
- •Извлечь по
- •Пример извлечения по атрибуту
- •Пример извлечения по маске
- •Группа инструментов Генерализация (Generalization)
- •Инструменты Генерализация
- •Фильтр большинства
- •Пример аггрегирования
- •Пример удаления (сглаживания) границ
- •Пример фильтра большинства
- •Группа инструментов Грунтовые воды (Groundwater)
- •Инструменты Грунтовые воды
- •Группа инструментов Гидрология (Hydrology)
- •Инструменты Гидрологии
- •Локальное понижение
- •Пример Направление стока
- •Пример Суммарный сток
- •Группа инструментов Интерполяция (Interpolation)
- •Инструменты Интерполяции
- •Сплайн с
- •Интерполяция поверхности методом Кригинг
- •Группа инструментов Локальные (Local)
- •Инструменты Локальные
- •Частота больше чем
- •Пример вычисления локальной статистики
- •Группа инструментов Алгебра карт
- •Калькулятор растра
- •Примеры диалогового окна инструмента Калькулятор растра (Raster Calculator)
- •Группа инструментов Математические (Math)
- ••Общие (General). Cодержит инструменты для выполнения основных математических операций на растрах в следующих
- ••Тригонометрические (Trigonometric). Cодержит инструменты для тригонометрических вычислений в нескольких категориях: Регулярные (Regular), Обратные
- •Группа инструментов Многомерность (Multivariate)
- •Классификация обычно используется для сведения данных многоканальных изображений в один классифицированный растр, например,
- •Иструмент Описание
- •Группа инструментов Окрестность (Neighborhood)
- •При операциях с неперекрывающейся окрестностью окрестность создает блок ячеек, для которого выполняются вычисления.
- •Инструмент
- •Пример. Сумма в окне 3х3 пикселя.
- •Группа инструментов Создание растра (Raster Creation)
- •Инструмент Описание
- •Группа инструментов Переклассификация (Reclass)
- •Некоторые распространенные причины, по которым необходимо переклассифицировать данные, это
- •Инструмент
- •Пример. Справочная переклассификация
- •Группа инструментов Солнечное излучение (Solar Radiation)
- •Инструмент
- •Вычисление инсоляции (Вт∙час / м2)
- •Группа инструментов Поверхность (Surface)
- •Инструмент
- •Кривизна (
- •Пример. Вычисление экспозиции
- •Группа инструментов Зональные (Zonal)
- •Инструмент
- •Пример. Вычисление перекрестной таблицы площадей между двумя наборами данных
- •Пример. Зональная геометрия в таблицу (Zonal Geometry As Table)
- •Доступ к отдельным инструментам
- •СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Пример фильтра большинства
OutRas = MajorityFilter(InRas1)
Группа инструментов Грунтовые воды (Groundwater)
Инструменты группы Грунтовые воды могут быть использованы для выполнения элементарного адвективно-дисперсионного моделирования движения воды и растворенных веществ в грунтовых водах.
Одним из вариантов применения данных инструментов является определение вероятности загрязнения колодцев с питьевой водой химическими веществами.
Инструменты Грунтовые воды
Инструмент |
Описание |
|
Сток по Дарси |
Вычисляет остаточный баланс объема подземных вод и другие |
|
(Darcy Flow) |
выходные данные для устойчивого стока в водоносном пласте. |
|
Скорость по |
Вычисляет вектор скорости (направление и величину) |
|
Дарси (Darcy |
просачивания грунтовых вод для устойчивого стока в |
|
Velocity) |
водоносном пласте. |
|
Пробег |
Вычисляет траекторию движения частицы по полю скорости, |
|
выдавая ASCII-файл с данными по пробегу частицы в поле |
||
частицы |
||
подземного стока, и, дополнительно, покрытие с информацией |
||
(Particle Track) |
||
по траектории движения. |
||
Фильтрация в |
Вычисляет зависящее от времени, двухмерное распределение |
|
водоносном |
концентраций, выраженных в массе к объему растворенного |
|
горизонте |
вещества, введенного в грунт мгновенно в конкретной точке в |
|
(Porous Puff) |
вертикально перемешанный водоносный пласт. |
Группа инструментов Гидрология (Hydrology)
Инструменты гидрологии симулируют поток воды по поверхности высот.
С их помощью этого инструмента можно создавать карты водных сетей, определять водосборные бассейны и моделировать наводнения.
Инструменты Гидрологии
Инструмент |
Описание |
|
Бассейн (Basin) |
Создает растр, содержащий контуры всех дренажного |
|
бассейна. |
||
|
||
|
Заполняет локальные понижения в растре поверхности |
|
Заполнение (Fill) |
для удаления всех небольших ошибок и неточностей, |
|
|
присущих данным. |
|
|
|
|
Суммарный сток |
Создает растр потока накопления в каждую ячейку. |
|
(Flow Accumulation) |
Можно дополнительно применить фактор веса. |
|
Направление стока |
Создает растр направления стока из каждой ячейки по |
|
ближайшей соседней ячейки вниз по склону наибольшей |
||
(Flow Direction) |
||
крутизны. |
||
|
||
|
|
|
Длина линии стока |
Вычисляет расстояние вверх или вниз по течению, или |
|
(Flow Length) |
взвешенное расстояние, вдоль потока для каждой ячейки. |
Локальное понижение |
Создает растр, определяющий локальные понижения |
|
(Sink) |
или районы внутреннего дренажа. |
|
|
|
|
Инструмент Привязка |
Привязывает точки устьев к ячейке с наибольшим |
|
точки устья |
||
суммарным стоком в пределах заданного расстояния. |
||
(Snap Pour Point) |
||
|
||
|
|
|
Идентификация |
Присваивает уникальные значения секциям растровой |
|
водотоков |
линейной сети, расположенным между сочленениями |
|
(Stream Link) |
линий. |
|
|
|
|
Порядок водотока |
Присваивает число, определяющее порядок, |
|
сегментам растра, представляющим сегменты |
||
(Stream Order) |
||
линейной сети. |
||
|
||
|
|
|
Водоток в |
Преобразует растр, представляющий линейную сеть в |
|
пространственный |
||
векторные объекты, представляющие сеть линий. |
||
объект |
||
|
||
|
|
|
Водораздел |
Определяет водосборную область, расположенную |
|
(Watershed) |
выше набора ячеек растра. |
Пример Направление стока
Flow_Dir = FlowDirection(Elev_Ras)
Пример Суммарный сток
Flow_Acc = FlowAccumulation(Flow_Dir)
Группа инструментов Интерполяция (Interpolation)
Инструменты интерполяции поверхности создают непрерывную (или прогнозируемую) поверхность по значениям, измеренным в опорных точках.
Обычно непрерывные отображения поверхности набора растровых данных используются для отображения высот, однако их также можно использовать для отображения других явлений, таких как pH почв, концентрация загрязнений или уровень шума.
Инструменты Интерполяции
Инструмент |
Описание |
|
Интерполирует поверхность растра на основании значений |
ОВР (IDW) |
в точках с использованием метода обратно взвешенных |
|
расстояний (ОВР). |
Кригинг (Kriging) |
Интерполирует поверхность растра по точкам с |
использованием метода кригинга. |
|
Естественная |
Интерполируется поверхность растра на основании |
окрестность |
значений точек с использованием метода естественной |
(Natural Neighbor) |
окрестности. |
|
Интерполирует поверхность растра на основании значений |
|
точек с использованием двухмерного метода сплайна с |
Сплайн (Spline) |
минимизацией кривизны. |
|
Результирующая сглаженная поверхность проходит |
|
непосредственно через входные точки. |