Основные функции пространственного анализа данных

Задачи пространственного анализа

Материалы к Лекция 7. Анализ пространственных данных в ГИС.

К средствам пространственного анализа относятся различные процедуры манипулирования пространственными и атрибутивными данными, выполняемые при обработке запросов пользователя. К ним относятся, например, операции наложения графических объектов, средства анализа сетевых структур или выделения объектов по заданным признакам.

Для каждого ГИС-пакета характерен свой набор средств пространственного анализа, обеспечивающий решение специфических задач пользователя, в тоже время можно выделить ряд основных функций, свойственных практически каждому ГИС-пакету. Это, прежде всего, организация выбора и объединения объектов в соответствии с заданными условиями, реализация операций вычислительной геометрии, анализ наложений, построение буферных зон, сетевой анализ.

Выбор объектов по запросу: самой простой формой запроса является получение характеристик объекта указанного курсором на экране и обратная операция, когда изображаются объекты с заданными атрибутами. Более сложные запросы позволяют выбирать объекты по нескольким признакам, например по признаку удаленности одних объектов от других, совпадающие объекты, но расположенные в разных слоях и т. д.

Для выбора данных в соответствии с определенными условиями используются SQL- запросы (Структурированный Язык Запросов). Для выполнения запросов разной сложности реализованы возможности использования при составлении запросов математических и статистических функций, а также географических операторов, позволяющих выбирать объекты на основании их взаимного расположения в пространстве (например, находится ли анализируемый объект внутри другого объекта или пересекается с ним).

В MapInfo имеются специальные функции, позволяющие организовывать и группировать данные в соответствии с требованиями пользователя. Инструментом анализа пространственной и атрибутивной информации в ГИС MapInfo являются так называемые выборки и запросы или выбор объектов или записей, над которыми будут производиться некоторые дальнейшие действия. Для этого существует возможность выделенные объекты помещать в новую таблицу, тем самым получая выборку данных. Выборки представляют собой временные таблицы. Над выборками можно осуществлять многие из операций, которые применяются к постоянным (базовым) таблицам. Преобразовать выборку в постоянную таблицу можно с помощью команды Файл > СОЗДАТЬ КОПИЮ. Сохранив выборку в виде постоянной таблицы, можно работать с ней, как и с любой другой постоянной таблицей. Вид выборок полностью зависит от той таблицы, на основе которой они создавались.

В Maplnfo имеется несколько команд и инструментов, позволяющих создавать выборки, используя которые можно выбирать объекты на заданном расстоянии от исходного объекта, объекты, расположенные в пределах некоторого площадного объекта, или объекты, удовлетворяющие некоторому условию. (инструменты СТРЕЛКА, ВЫБОР В КРУГЕ, ВЫБОР В ОБЛАСТИ, ВЫБОР В РАМКЕ) Чтобы выбрать все записи, выполните команду Запрос > Выбрать полностью. Когда Вы выполняете эту команду для окна Карты, она применяется для самого верхнего доступного слоя. При выборе с помощью запросов: команды Выбрать. Вы задаете условное выражение, с помощью которого Maplnfo выбирает записи. Выбранные записи помещаются в таблицу запроса (рис.4). Например, выражение Значение ТИП = «Первомайская» означает, что Maplnfo выберет только те объекты (напр. строения) и соответствующие им записи, в записи адреса которых присутствует эта улица.

SQL-запрос позволяет составлять запросы разной сложности, например:

- создавать таблицы запросов, содержащие данные, которых нет в исходных таблицах (комбинирование различных таблиц в одну новую таблицу);

- создавать вычисляемые колонки;

- обобщать данные из всех записей в заданной колонке. При обобщении данных необходимо указать как группировать записи и как обобщать данные.

Обобщение данных может проводиться по равенству значений определенного атрибута, в частности для зонирования территории. Еще один способ группировки – объединение объектов одного тематического слоя в соответствии с их размещением внутри полигональных объектов других тематических слоев.

Геометрические функции: к ним относят расчеты геометрических характеристик объектов или их взаимного положения в пространстве, при этом используются формулы аналитической геометрии на плоскости и в пространстве. Так для площадных объектов вычисляются занимаемые ими площади или периметры границ, для линейных - длины, а также расстояния между объектами и т.д.

Оверлейные операции (топологическое наложение слоев) являются одними из самых распространенных и эффективных средств. В результате наложения двух тематических слоев образуется другой дополнительный слой в виде графической композиции исходных слоев. Учитывая, что анализируемые объекты могут относиться к разным типам (точка, линия, полигон), возможны разные формы анализа: точка на точку, точка на полигон и т.д. Наиболее часто анализируется совмещение полигонов.

Построение буферных зон. Одним из средств анализа близости объектов является построение буферных зон. Буферные зоны – это районы (полигоны), граница которых отстоит на заданном расстоянии от границы исходного объекта. Границы таких зон вычисляются на основе анализа соответствующих атрибутивных характеристик. При этом ширина буферной зоны может быть как постоянной, так и переменной. Например, буферная зона вокруг источника электромагнитного излучения, будет иметь форму круга, а зона загрязнения от дымовой трубы завода с учетом розы ветров будет иметь форму близкую к эллипсу.

Сетевой анализ позволяет пользователю проанализировать пространственные сети связных линейных объектов (дороги, линии электропередач и т. д.). Обычно сетевой анализ служит для задач определения ближайшего, наиболее выгодного пути, определения уровня нагрузки на сеть, определение адреса объекта или маршрута по заданному адресу и другие задачи.

Дата добавления: 2014-01-07