Geoinformatika VIII – Prostorové analýzy jaro 2018 Petr Kubíček kubicek@geogr.muni.cz Laboratory on Geoinformatics and Cartography (LGC) Institute of Geography Masaryk University Czech Republic Prostorové predikáty - příklad Geoinformatika Prostorové predikáty - příklad Geoinformatika Contains v ArcGIS • CONTAINS: Selects features in the input feature layer that contain a feature in the selecting features layer. The selecting features can be inside as well as on the boundary of the input feature layer. • COMPLETELY_CONTAINS: Selects features in the input feature layer that contain a feature in the selecting features layer, as long as the feature in the selecting features layer does not intersect the boundary of the input feature layer. • CONTAINS_CLEMENTINI: The results are identical to CONTAINS with the exception that if the feature in the selecting features layer is entirely on the boundary of the input feature layer, with no part of the contained feature properly inside the feature in the input feature layer, the input feature will not be selected. Geoinformatika Analytické nástroje GIS Analytické možnosti GIS můžeme rozdělit do následujících skupin: – měřící funkce, – atributové i prostorové dotazy(nástroje na prohledávání databáze ), – topologické překrytí, – mapová algebra, – vzdálenostní analýzy, – analýzy sítí, – analýzy modelu reliéfu a dalších povrchů, – statistické analýzy. Geoinformatika Ian McHarg (1969) - Design with Nature Geoinformatika Topologické překrytí (overlay) • Obecně dotazování dvou nebo více informačních vrstev se označuje jako topologické překrytí (overlay) těchto vrstev. • Původně se tento problém řešil překrytím dvou tematických map na průhledných fóliích. • Stejný problém se v GIS řeší pomocí základních algoritmů počítačové grafiky (test bodu v polygonu, hledání průsečíku dvou objektů, ořezávání). • Výsledkem postupu je vytvoření nových objektů (vrstvy), které mají kombinace vlastností objektů ze zdrojových informačních vrstev. Geoinformatika Topologické překrytí (overlay) • Při těchto operacích dochází k řešení vztahů bod, linie nebo polygon v polygonu (výjimkou je sjednocení, které mohu provádět pouze mezi dvěma polygonovými vrstvami). • Z procesu topologického překrytí vznikají nové objekty (vrstvy), kterým jsou přiřazeny také atributy. Tím se topologická překrytí liší od prostorových dotazů, kde žádné nové vrstvy nevznikají. Geoinformatika Topologické překrytí - postupy • Pro kombinaci vstupních objektů se opět používají pravidla Booleovské logiky. • GIS obvykle nabízejí: – INTERSECT (AND - průnik), – UNION (OR - sjednocení), – IDENTITY (přiřazení na základě prostorového umístění – zachovává všechny vstupní objekty). Geoinformatika Příklady overlay Intersect Union Identity A OR (A AND B) A B Geoinformatika Další operace topologických překrytí • UPDATE - vyjme tu část vstupní vrstvy, která bude aktualizovaná druhou vrstvou a místo ní vloží prvky z druhé vrstvy. • CLIP - ořízne vstupní vrstvu pomocí definovaných polygonů v druhé vrstvě. • SPLIT - rozdělí vstupní vrstvu na části pomocí hranic definovaných polygony ve druhé vrstvě. • ERASE - opak CLIP odstraní části vstupní vrstvy pomocí polygonů definovaných v druhé vrstvě. GIS ve veřejné správě Kahoot Geoinformatika Analytické nástroje GIS Analytické možnosti GIS můžeme rozdělit do následujících skupin: – měřící funkce, – atributové i prostorové dotazy(nástroje na prohledávání databáze ), – topologické překrytí, – mapová algebra (Amy Griffin – 25. 4.), – vzdálenostní analýzy, – analýzy sítí, – analýzy modelu reliéfu a dalších povrchů, – statistické analýzy. VZDÁLENOSTNÍ ANALÝZY Geoinformatika Vzdálenostní funkce • Obálka • Obálka • Nákladové vzdálenosti – Funkce šíření a proudění VEKTOR RASTR • Základem je Euklidovská vzdálenost • Matice vzdáleností • Identifikace nejbližšího souseda Geoinformatika Analýza vzdáleností • Tvorba obálek (buffer) • Výsledkem je obálka v definované vzdálenosti od vybraného geometrického prvku Geoinformatika Obálka – parametry (ArcGIS) • buffer_distance_or_field • line_side (o): – Full – Left – Right – OUTSIDE_ONLY • line_end_type (o): – Round – Flat • dissolve_option (o): – None – All – List Geoinformatika Obálka (buffer) - parametry Geoinformatika Konvexní obálka a minimální hraniční geometrie Geoinformatika Vzdálenost objektů • Nejbližší objekt • Vzdálenost všech objektů Geoinformatika Principy výpočtu vzdáleností • Výpočet vzdálenosti závisí na typu geometrie (a souřadnicovém systému). Tři hlavní pravidla určující způsob výpočtu: – Vzdálenost mezi body je přímá spojnice obou bodů. – Vzdálenost mezi bodem a linií je buďto kolmice, nebo vzdálenost k nejbližšímu vrcholu. – Vzdálenost mezi liniemi je určena vzdálenostmi vrcholů jednotlivých segmentů (více možností, počítá se nejkratší). Geoinformatika Výpočet vzdálenosti 1)Bod – bod 2) Bod - linie Geoinformatika Vzdálenost objektů v okolí (near distance) • Určení vzdáleností od vstupního prvku k ostatním prvkům v určeném rozsahu. Výsledky zaznamenány do tabulky. Geoinformatika Analýzy sousedství (Proximity analysis) – • Každá polygon obsahuje jeden bod vstupního souboru. Každé místo polygonu je blíže k tomuto bodu, než k jakémukoliv dalšímu bodu vstupního souboru. • Thiesenovy polygony, Voronoi cell (Voroného tesalace) – konstrukce?? Geoinformatika Geoinformatika Euklidovské vzdálenosti - rastr Vzdálenost buňky k nejbližšímu zdroji Geoinformatika Euklidovské vzdálenosti (2) Vzdálenost buňky k nejbližšímu zdroji! Geoinformatika Vážené vzdálenosti • Vážená vzdálenost si všímá jedné podstatné vlastnosti, a to, že při běžných vzdálenostních analýzách se vůbec neuvažují vlivy okolí, vše je měřeno vzdušnou čarou (crows flie) za ideálních podmínek. • V reálném světě ale tento model zdaleka neodpovídá skutečnosti. Geoinformatika Faktory ovlivňující vzdálenost • Vlastnosti reálného světa ovlivňující reálnou vzdálenost: – objekty (antropogenní prvky, krajinný pokryv) nacházející se na povrchu, – průběh terénu, s ním související převýšení, – převládající směr větru, • následně se modelují jako faktory ... • Faktory modelující vlastnosti reálného světa: – frikční povrch, – faktor terénu (reliéfu), – vertikální faktor, – horizontální faktor, • se skládají do výsledného povrchu nákladů (nákladového vzdálenostního povrchu).