Пространственный анализ

1.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

2. ТЕМА №6.

Пространственный
анализ

3.

Подсистема анализа данных
Пространственный анализ (ГИС – анализ)
представляет собой процесс поиска
географических закономерностей в данных;
взаимоотношений между пространственными
объектами.
Стандартные функции ГИС- анализа:
Выбор объектов по тем или другим условиям;
Геометрический анализ данных;
Проекционные преобразования;
Оценка пространственных распределений объектов;
Построение буферных зон;
Анализ наложений;
Построение моделей поверхностей;
Сетевой анализ и т.д.

4.

Пространственный анализ в ArcGIS
Пространственный анализ выполняется в ArcGIS с
использованием средств приложения ArcToolbox

5.

Выбор объектов
Выбор объектов осуществляется с
помощью пункта основного меню ArcMap
Выборка.
Инструменты интерактивной выборки
Выбрать объекты
Очистить выбранные

6.

1. Выбор объектов по атрибуту

7.

2.
Выбор по расположению

8. Геометрический анализ

Геометрический (картометрический)
анализ включает определение
формы объектов;
размеров объектов : длин ломаных линий;
площадей и периметров полигонов;
расстояний между объектами;
координат точек пересечения линий и т.д.

9.

Векторные модели
Измерение длины линейных объектов
n
D = [(Xi – Xj)2 + [(Yi – Yj)2 ]½
i=1
j=1
Вычисление площадей полигонов
D
E
Sполигона = SBCD+SBDEG+SEFG+SABG
C
B
G
F
A

10.

Растровые модели
Измерение длины линейных объектов
Излучина
реки
Ячейка
растра
D =число ячеек × разрешение растра
Вычисление площадей полигонов
Sполигона =
число ячеек × площадь ячейки

11. Вычисление геометрии в векторной модели

12.

Восстановление геометрии
Проверка геометрии

13. Определение расстояний между объектами

Простое расстояние
Векторная модель
Растровая модель
Размер
пикселя
Эвклидово расстояние
D = [(X1 – X2)2 + (Y1 – Y2)2 ]½
скорость передвижения

14.

Функциональное расстояние
Векторная модель
Манхэттенское расстояние
Растровая модель
Высокое
сопротивление
движению
D = |X1 – X2 | + | Y1 – Y2 |
Неэвклидово расстояние
Низкое
сопротивление
движению
Размер пикселя x Коэффициент,
определяющий сопротивление движению
D = [(X1 – X2)k + (Y1 – Y2)k ]1/k

15.

Функциональное расстояние: барьеры
профили
Условный барьер
Абсолютный барьер

16.

Векторные модели
Расстояние между точками

17.

Полигоны Тиссена

18.

Поиск соседних объектов

19.

Определение расстояний в ArcGIS:
растровая модель

20.

Растровые модели
Простое расстояние
Карта расстояний
Распределение (аллокация)

21.

Функциональное расстояние: расстояние со взвешенной
стоимостью
Простое расстояние
Рельеф местности
Расстояние с учетом движения
по пересеченной местности

22.

Функциональное расстояние: поиск пути с наименьшей
стоимостью
A
B
Путь по прямой и путь
наименьшей стоимости
Путь наименьшей стоимости с
учетом весовых коэффициентов

23. Оценка пространственных распределений объектов в ArcGIS

Анализ пространственных распределений
Пространственное распределение - это расстановка, порядок,
концентрация или рассеянность, соединенность или бессвязность многих
объектов в пределах заключающего их географического пространства.
Оценка пространственных распределений объектов в ArcGIS

24.

Плотность
Точечные объекты
R
Плотность
точек
Распределение
точек
1/м2
ПЛОТНОСТЬ = Число точек / Площадь

25.

Линейные объекты
R
Цифровая модель рельефа и
линеаменты
Плотность линеаментов, м -1

26.

Линейные объекты: направленность
Среднее линейное направление
Определяет среднее направление, длину и
географический центр для набора линий.
A
B
Разломы
R
C
Равнодействующий вектор

27.

Форма распределения
Пространственные распределения точек
Регулярное
равномерное
Сгруппированное
(кластерное)
Случайное

28.

Методы анализа пространственных распределений точек
Анализ квадратов
2 = [(Q-E)/E],
QE-
наблюдаемое число точек в квадрате
ожидаемое число точек в квадрате

29.

Распределения полигонов
A
B
C
D
E
G
H
I
J
K
L
M
N
F
Статистический показатель соединений
ПРИМЕР: 15 полигонов, 22 соединения
O
т/т = 8, п/п = 10, т/п = 4
Кластерное распределение
т/т = 0, п/п = 3, т/п = 19
Равномерное распределение
т/т = 3, п/п = 4, т/п = 15
Случайное распределение

30.

Построение буферных зон
Буфер (buffer) - это
полигон, с границей на
определенном удалении
от точки, линии или
границы области.
Буфер вокруг полигонов
Буфер вокруг точек
Буфер вокруг линейных объектов

31.

Простой буфер
Варьируемый буфер
Ширина буфера определяется
величиной, присвоенной
каждому отрезку линии.
Значение буфера может быть
взято из атрибута.

32.

Многослойный
буфер
Глинистый берег
Река
Песчаный берег
Мотивированный
буфер,
основанный на априорных
знаниях
об
изучаемых
объектах

33. Построение буферных зон в ArcGIS