APLIKOVANÁ GEOINFORMATIKA
Lukáš HERMAN
GENEROVÁNÍ a ANALÝZY
DMR
• Postup, metody, co, jak, proč
• Mapa - přehledka
• Podrobná analýza území se všemi probíranými informacemi
(katastr, geologie, geomorfologie, půdy, BPEJ, landcover, landuse)
• Alespoň jedna mapa vytvořená pomocí WMS
• Alespoň jedna mapa s vytvořeným rastrem nebo z něj odvozená
(terén, sklon, křivost…). Srovnání interpolovaných povrchů – zkusit
vytvořit aspoň dvěma různými způsoby
• Terénní profil vybraného sesuvu (podélný / příčný), popř. i toku
• 3D pohled
• Co není na mapě, mělo by se objevit slovně (formou tabulky, grafu)
• Vše s odkazem v souvislosti se sesuvy
• Diskuze, závěr, zdroje
ZADÁNÍ 1. PROTOKOLU
• Pomocí vytvořené bodové vrstvy, dodaných vrstev a
služeb WMS či WFS lze vytvořit přehledné mapy. (popř.
s využitím ArcČR 500 na disku V nebo webu
www.arcdata.cz)
• Přehledka, katastrální území, landuse, landcover,
geologie, geomorfologické jednotky, půdy,
charakteristiky odvozené z DMR …
• Pozor na:
– Měřítko (graf.), legenda, název, tiráž - zdroje
– Kartografické zobrazení výsledné mapy – UTM nebo Křovák
(pootočený o meridiánovou konvergenci)
– Barevné škály
Mapy – pozn.
OPAKOVÁNÍ
• Kde získat data o katastrálních územích?
• Kde získat data o land use/cover?
• Kde získat data o BPEJ?
• Ořez rastru ?
• Interpolační algoritmy ?
GENEROVÁNÍ DMR - INTERPOLACE
DMR [Digitální model reliéfu]
Spatial Analyst\ Interpolation\
\ IDW [Inverse Distance Weighted] metoda inverzních vzdáleností
použití: rychlý zpracování dat ; meteo jevy – srážky, teploty
vlastnosti: nevypočítá hodnoty vyšší (nižší) než jsou vstupní
výsledek neprochází vstupními hodnotami (aproximující)
omezení: generování DMR pouze z bodové vrstvy
\ SPLINE metoda minimální křivosti
použití: málo členitý terén; klimatické jevy
vlastnosti: vypočítá vyšší (nižší) hodnoty než vstup (př. odhadne vrchol kopce)
nejhladší a přesně přimknutý ke vstupním bodům (exaktní)
omezení: nezvládá body blízko sebe s velmi rozdílnými hodnotami
IDW/SPLINE omezení: generování DMR pouze z bodové vrstvy
(… Data Manag. Tools\ Features\ Feature Vertices To Points - vrstevnice na body)
GENEROVÁNÍ DMR - SPECIFICKÉ METODY
3D Analyst Tools \ Dat.Man.\TIN
\ Create TIN From Features
použití: často používaná metoda pro tvorbu DMR
vlastnosti: princip triangulace (lineární interpolace uvnitř trojúhelníků)
zahrnutí více vrstev (vrstevnice, bodové vrcholy, řeky)
generuje terénní hrany
omezení: generuje nepřirozené a neexistující plošiny
náročné pro výpočet dalších analýz
- převod na GRID: TIN to Rastr (3D Analyst Tools/
Conversion/From TIN)
Spatial Analyst\ Interpolation\
\ TOPO TO RASTR (specifické pro AG; upravený spline)
použití: vytváření hydrologicky korektního DMR
vlastnosti: zahrnutí více vrstev (vrstevnice, bodové vrcholy, řeky)
generuje terénní hrany
PRIMÁRNÍ TOPOGRAFICKÉ ATRIBUTY
Spatial Analyst Tools \ Surface
\ SLOPE (sklon)
\ ASPECT (orientace)
základní legenda AG: 8 světových stran (S ~ <337,5; 22,5>…)
\ HILLSHADE
osvětlení; 2D plastická visualizace DMR
stupnice: 0 (neosvětlené pixly – stín) -- 255 (max.osvětlení pod úhlem 90°)
varianta výpočtu kombinací sklonu a orientace svah
ODVOZENÉ PARAMETRY DMR (1)
Spatial Analyst Tools\ Surface
\ CURVATURE
pozitivní – konvexní tvar, negativní - konkávní, plochý povrch = 0
a) Profilová: ve směru sklonu; změna úhlu sklonu georeliéfu
b) Planární: kolmá na sklon; změna velikosti úhlu orientace svahu
Spatial Analyst Tools\ Hydrology
\ Flow DIRECTION (směr odtoku)
základní kódování směrů odtoků
\ Flow ACCUMULATION (akumulace odtoku)
analýza počtu pixlů FlowDir. do jednotlivých pixelů
ODVOZENÉ PARAMETRY DMR (2)
32 64 128
16 ● 1
8 4 2
S
V
J
Z
PROSTOROVÉ DOTAZY
IDENTIFIKACE HODNOT:
Spatial Analyst Tools\ Extraction\ Extract Values to Point
použití: hodnoty pixlů z GRIDu se zapíší
do atribut.tababulky bodové vrstvy nad pixly
př. přiřazení nadm.výšek z digit. modelu reliéfu do bodů z terén.mapování
VÝPOČET HODNOT A SUMARIZACE: (i pro vektor)
Spatial Analyst Tools\ Zonal\ Zonal Statistics as Table
~ panel extenze Spatial Analyst\ Zonal Statistics...
použití: vyhledání a výpočet statistik (min-max,průměr, medián..)
z hodnot pixlů GRIDu pro zóny
definované atributy u polygonů nebo GRIDu
př. zjištění výškových statistik z DMR pro jednotlivá povodí
Spatial Analyst Tools\ Zonal\ Tabulate Area
použití: sumarizace kategorií 1 vrstvy podle kategorií 2 vrstvy
PROSTOROVÉ OPERACE
OŘÍZNUTÍ RASTRU:
1. Spatial Analyst Tools\ Extraction\ Extract by Mask
použití: oříznutí GRIDu podle prostorového rozsahu jiné vrstvy
2. Data manag. Tools/ \ Raster \ Rastr Processing \ Clip
3. extenze Image Analyst\ Data Prep.\ Subset
použití: oříznutí snímku (RGB kompozice)
varianty: postupně oříznut samostatně každé pásmo,
výsledek sloučit funkcí Composite Bands
4. Spatial Analyst\ Raster Calculator
použití: násobení GRIDem s výsledném rozsahem území
omezení: „odříznuté“ okolí zůstává jako NoData
SLOUČENÍ RASTRU:
Data Manag.Tools\ Raster \ Rastr Dataset\ Mosaic nebo
Mosaic To New Raster
MAP ALGEBRA
Reclassify
„přečíslování“
sloučení
„odstranění“(~ převod na
NoData) hodnot pixlů
př. hodnoty sklonu
od 0 – 2° budou přečíslovány
na pixly s hodnotou 1 (rovinná plocha)
a 2 – 5° se sjednotí
pod hodnotu 2 (mírně skloněná)…;
přečíslování hodnot na váhy…
Raster Calculator
výpočet
výběr pixlů
podle podmínek
převod typů rastru
př. odečtení minimální nadm.výšky od všech
pixlů – relativní DMR;
srovnání dvou DMR (př. IDW – Spline)
vynásobení GRIDu povodí číslovaného
pixly hodnoty 1 s DMR
- výškový model povodí (zbytek NoData)
výběr míst na severních svazích se
sklonem větším než 30°
Spatial Analyst Tools\
ANALÝZA OKOLÍ
Spatial Analyst Tools\ Neighborhood
výstup: GRID s hodnotami vypočítanými ze statistiky pixlů ve vymezeném okolí
od středového pixlu
vymezení okolí (~filtrovacího okna): Rectangle, Circle..
statistiky: MIN, MAX, MEAN, MEDIAN, STANDART DEV., RANGE
\ Block Statistics : posun vymezeného okolí po GRIDu bez překryvu
použití: relativní výšková členitost území (čtverce 1km x 1km; Hmax – Hmin)
\ Focal Statistics : plynulé posunování vymezeného okolí po GRIDu
použití: vyhlazení osamocených pixlů (MEAN)
PLOCHA A OBJEM
- PRO VEKTOR: Hlavička sloupce PTM\ Calculate Geometry
- PRO RASTR: počet pixlů * (velikost pixlu )2
Sp.Anal.Tools\ Zonal\ Zonal Geometry as Table
vstup: vektor, INTEGER Grid
3D Analyst Tools\ Functional Surface \ Surface Volume
parametry: výšková hladina (rovina proložená terénem – výpočet nad/pod hladinou)
Spatial Analyst Tools\ Surface \ Cut Fill
PROFIL TERÉNU
ext.3D Analyst\
A. Profil grafické linie
- nad DMR nakreslit Interpolate Line,
vygenerovat profil pro označenou linii Create Profile Graph
B. Profil shapefile linie
- převést liniový shapefile na LineZ (výšky podle DMR)
3D Analyst\ Func. Surface\ Interpolate Shape ..označ linii a
CreateProfileGraph
ÚPRAVA VZHLEDU PROFILU – PTM \ (Advanced) Properties..