Пространственно-временной анализ данных. Лекция 6

1.

Пространственновременной анализ данных
Ст. преподаватель каф. «Цифровые технологии»
Дарья Анатольевна Отс
Омск, 2022
Лекция
№6

2.

Рассматриваемые вопросы
• Картометрические функции. Оверлейные
операции. Расчет и построение буферных зон.
• Анализ сетей. Анализ видимости объектов.
Агрегирование данных.
• Методы и средства визуализации данных.
Картографические анимации.
• Основы ведения территориальных кадастров.
• Прикладные аспекты геоинформационных
систем.

3.

КАРТОМЕТРИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ
Картометрические функции – это операции,
позволяющие измерять расстояния, площади,
периметры, объемы, заключенные между
секущими поверхностями и т.д.

4.

КАРТОМЕТРИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
При проведении картометрических измерений нужно знать, что:
• процесс вычисления координат объектов различается для разных
примитивов: проще всего вычислить координаты точек - (x, y),
затем линий – (x1, y1; …; xn, yn), и, наконец, полигонов – (x1, y1; …
xn, yn; x1, y1);
• форму обычно охарактеризовывают такими параметрами, как
факторы формы круга и эллипса.
Фактор формы круга показывает насколько полигон близок к кругу,
т.е. фигуре, площадь которой ограничена наименьшим
периметром. Для круга фактор формы круга равняется 1. С
увеличением периметра фигуры при неизменной площади
значение фактора формы круга уменьшается до 0.
Фактор формы эллипса говорит о близости фигуры к эллипсу
(изменение значений этого фактора такое же, как для круга);
вычисление стереологических параметров необходимо для
описания объемной (3d) структуры объектов.
Фундаментом для расчета параметров служат значения площади и
периметра примитива, полученные с карты. В большинстве
случаев, этими параметрами описывают структуры, элементы
которых связаны между собой в пространстве.

5.

ОВЕРЛЕЙНЫЕ ОПЕРАЦИИ
• Оверлейные операции (overlay) - это действия,
в результате которых выполняется
объединение пространственных характеристик
покрытий в новый слой и реляционное
соединение их атрибутивных таблиц.
• Полигональные оверлеи (polygon overlay) - это
специальная операция наложения одного
полигонального покрытия на другое
полигональное покрытие и их атрибутов для
создания нового полигонального покрытия.
Другие оверлейные операции включают
оверлей линии в полигон и оверлей точек в
полигон, налагаются на полигоны другого,
чтобы определить, которые из дуг полностью
или частично попадают в полигоны.

6.

СОЗДАНИЕ БУФЕРНЫХ ЗОН
• Создание буферных зон - это географическая операция для
определения областей, окружающих географические объекты
[53]. В ГИС ARC/INFO операция выполняется командой BUFFER, в
результате выполнения которой создаются один или более
полигонов вокруг существующих географических объектов. При
выполнении построения буферов могут быть созданы буферы как
постоянной, так и переменной ширины. Результирующие
буферные зоны представляют собой полигоны - области внутри и
вне заданного буферного расстояния от каждого объекта.
Построение буферных зон выполняется для любого типа
географических объектов: точек, линий или полигонов, рис.
• Операции вычислительной геометрии (построение буферных зон)
являются ведущими при выполнении аналитических работ в ГИС
по расчету санитарно-защитных зон предприятий, планированию
водоохранных и природоохранных полос, размещению объектов
инфраструктуры вдоль дорожных систем и т. д.

7.

СЕТЕВОЙ АНАЛИЗ
• Сетевой анализ направлен на решение задач по
определению ближайшего, наиболее выгодного
сетевого (это может быть транспортная сеть, сеть
телекоммуникаций и т.д.) маршрута, установлению
уровней нагрузки на сеть, определению зон влияния на
объекты сети других объектов.
• Сетевой анализ часто используют в процессе принятия
решений по транспортным задачам, по проектированию
и эксплуатации разнообразных сетей инженерных
коммуникаций и т.д.
• Сетевой анализ нацелен на обработку данных линейных
объектов, которые имеют разветвленную (древовидную)
структуру. Он может быть использован, например, при
анализе геологических данных по интенсивности
спектральных линий.

8.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
• Анализ видимости-невидимости – это одна из операций по
обработке цифровых моделей рельефа, которая обеспечивает
оценку поверхности с точки зрения видимости или невидимости
отдельных его частей путем выделения зон и построения карт
видимости-невидимости с некоторой точки обзора или множества
точек, заданных их положением в пространстве (источников или
приемников излучений).
• Анализ близости – представляет собой пространственноаналитическую операцию, основанную на поиске двух ближайших
точек среди заданного их множества (поиск кратчайшего
расстояния)
и
используемую
в
различных
алгоритмах
пространственного анализа. При обработке геологической
информации это может быть локализация ближайших точек в
геохимических аномалиях с заданными параметрами.
• Модель – это есть математический или визуальный способ
описания объектов, процессов или явлений, которые не могут
наблюдаться непосредственно. Модели нам нужны для создания
упрощенных представлений окружающей нас действительности.
Как говорилось в предыдущем модуле, в ГИС это делается путем
представления реальности в виде набора слоев карты и связей
между ними

9.

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ
• Визуализация (графическое воспроизведение,
отображение) - генерация изображений, в том числе и
картографических, и иной графики на устройствах
отображения (преимущественно на мониторе) на основе
преобразования исходных цифровых данных с помощью
специальных алгоритмов.
• Электронная карта (ЭК) – картографическое
изображение, визуализированное на мониторе, на
основе цифровых карт или баз данных ГИС.
• Электронный атлас (ЭА) – система визуализации в
форме электронных карт, электронное
картографическое произведение, функционально
подобное электронной карте.

10.

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ КАДАСТРЫ
ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И
ОБЪЕКТОВ
• Государственными кадастрами природных
ресурсов называется свод экономических,
экологических, организационных и технических
показателей, характеризующих качество и
количество природного ресурса, состав и
категории пользователей. Данные кадастров
служат обеспечению рационального использования
природных ресурсов и охране окружающей среды
от вредных воздействий. На основе кадастров
проводится денежная оценка природного ресурса,
его продажная цена, система мер по
восстановлению нарушенного состояния природы.

11.

РАЗНОВИДНОСТИ
ГОСУДАРСТВЕННЫХ КАДАСТРОВ
• Государственный земельный кадастр.
• Государственный кадастр месторождений и
проявлений полезных ископаемых.
• Государственный лесной кадастр
• Государственный водный кадастр
• Государственный кадастр объектов животного
мира
• Государственный кадастр особо охраняемых
природных территорий
• Территориальные кадастры природных ресурсов
и объектов