220 likes | 397 Views
DTM ako s účasť GIS (riešenie úloh v Idrisi 15.0). Gabriel Petříček, Juraj Straka Katedra kartografie, GIS a DPZ Prírodovedecká fakulta UK, Bratislava. Idrisi 15.0 – The Andes Edition. Komerčný softvér Tvorca: Clarkove laboratóriá, Clarkova univerzita, Worcester, USA
E N D
DTM ako súčasť GIS(riešenie úloh v Idrisi 15.0) Gabriel Petříček, Juraj Straka Katedra kartografie, GIS a DPZ Prírodovedecká fakulta UK, Bratislava
Idrisi 15.0 – The Andes Edition • Komerčný softvér • Tvorca: Clarkove laboratóriá, Clarkova univerzita, Worcester, USA • Natívne pre Windows OS • Užívateľsky príjemné GUI • Modulárny GIS • Podporuje rastre aj vektory
Začíname • Ponuka Štart – Všetky programy – Idrisi Andes
Idrisi 15.0 – GUI • File – Idrisi Explorer Lišta IDRISI prieskumníka
Idrisi Explorer • 3 dôležité funkcie • správa údajových zdrojov • prieskumník údajov (jednoduchá obdoba ArcCatalog) + editor metaúdajov • editor filtra pre prieskumníka údajov
Správa údajov (prostriedkov) • Koncepcia údajových zdrojov: • Pracovný adresár (Working Folder) • C:\Idrisi Tutorial\Using Idrisi • Pripojené adresáre vstupných údajov (Resource Folders) • Pripája ich užívateľ / my • Možnosť pripojiť viac adresárov súčasne • Fungujú len pre definíciu vstupov (výstupy definujeme opakovane manuálne) • Pripojenie: New Folder • Odpojeneie: Remove Folder
Prieskum údajov & metaúdaje • Prieskumník zobrazuje súbory v pripojených adresároch podľa filtrovacích pravidiel • Editor metaúdajov umožňuje meniť a uchovávať metaúdaje toho-ktorého súboru podľa potreby. Ide najmä o: • Formát • Údajový typ • Hranice regiónu • Referenčný systém • Úroveň rozlíšenia • Jednotky • ...
Explorer Filters • Pomocou zaškrtávacích políčok definuje, ktoré formáty zobrazí prieskumník
Trénovacie údaje • DVBP v rozsahu jedného mapového listu ŠMO-5 • Mapový list „Prešov 6-6“ • Rozmer územia (EW x NS): 2,5 km x 2 km • Cca. 2500 bodov
Idrisi - natívne formáty údajov • RST = RaSTer (rastrový súbor sám o sebe) t.j. GIS rastre príp. obrazy • RDC = Raster DoCumentation (metaúdaje k RST súboru) • RGF = Raster Group File (zoskupenie rastrových súborov) • VCT = VeCTor (vektorový súbor sám o sebe) t.j. body/čiary/plochy • VDC = Vector DoCumentation (metaúdaje k VCT súboru) • VGF = Vector Group File (zoskupenie vektorových súborov) • VLX = Vector Link File (pripojená databáza (MDB, ...) • SM0, SM1, SM2, SMP, SMT = súbor kartografických SyMbolov (paleta)
Import údajov - XYZIDRIS • File – Import – General Conversion Tools – XYZIDRIS (Ascii XYZ) • XYZ to Idrisi • Oddelené čiarkou • Vstup: body66.txt • Výstup: body66.vct • Referenčný systém: rovina • Jednotky: metre • Mierka: 1.0
Vizualizácia & dopyt na hodnotu (Display Launcher, Inquiry mode, Feature Properties) • Display – DISPLAY Launcher • Typ: vektor • Legenda: áno • Nadpis: áno • Autoscale: nie • Paleta: Kvalita vs. Kvantita • Dopyt • Lišta nástrojov:Cursor Inquiry Mode (priama hodnota) • Lišta nástrojov:Feature Properties (extra info o stĺpci, riadku, príp. atribútoch v pripojenej tabuľke (via VLX)
Composer – symbolika & kompozície • Prehľad vrstiev • „zažať“ / „zhasnúť“ vrstvu • Pridať vrstvu (Add Layer) • Odstrániť vrstvu (Remove Layer) • Farebné kanály • Priehľadnosť • Odstrániť pozadie • Paleta, Autoscale, Kontrast • Kompozícia mapy (legenda, severka, mierka, nadpisy, sieť...) • Dopyt • Zoom+posun
Modelovanie DMR - Geoštatistika • GIS Analysis – Surface Analysis – Geostatistics: • Spatial Dependence Modeler • Model Fitting • Kriging and Simulation
Spatial Dependence Modeler (SDM) • Nastavenie: • intervalov (tried) párov [počet+rozpätie] • Cutoff (% z diagonály územia) Typ semivariogramu SMEROVÝ (DIRECTIONAL) semivariogram, znázorňuje hodnoty variability (rozdielov nadm. výšok v pároch). IBA v závislosti vzájomnej vzdialenosti dvoch bodov v páre, t.j. nie v závislosti na azimute IBA v reze (profile) pre JEDEN AZIMUT (+ pásmo tolerancie (zhladí krivku vario-modelu)). POVRCHOVÝ (SURFACE) semivariogram, znázorňuje hodnoty variability (rozdielov nadm. výšok v pároch) v závislosti od azimutu páru a vzájomnej vzdialenosti dvoch bodov v páre. MODRÁ = malá variabilita ŽLTÁ = stredná variabilita ZELENÁ = veľká variabilita Štatistika intervalov
Modelovanie priestor. závislosti pomocou SDM • 1. krok: • Povrchový semovariogram • Nastaviť „Lags“ a „Cutoff“ (empiricky vyskúšať viac možností a vybrať „správnu“ kombináciu): • „Number of Lags” (počet intervalov) • „Lag Width” (šírka intervalu) • „Cutoff percentage“ (podiel z dĺžky diagonály určuje veľkosť územia, v ktorom sa spočíta štatistika pre páry (spravidla stačí medzi 33.33% a 50%). Čím väčší „Cutoff“ tým väčší „výrez “ územia sa zobrazí v oblasti povrchového semivariogramu.
Modelovanie priestor. závislosti pomocou SDM • 2. krok: • Povrchový semovariogram • Pohľadom na povrchový semivariogram vybrať vhodný separačný azimut a na základe neho vytvoriť smerový semivariogram • Nezaškrtnúť „Omnidirectional override“ (vytvoril by sa izotropický model a dostali by sme nekorektné výsledky) • „Direction Angle” (DA) - azimut, ktorý považujeme za vhodný • „Angular tolerance“ (AT) - pásmo uhlovej tolerancie, t.j. pri tvorbe variogramového modelu (VAR súbor) sa použijú páry s azimutom, ktorý špecifikujeme v položke „Direction Angle“ a všetky ďalšie páry, ktorých separačný azimut vyhovuje kritériu uhlovej tolerancie (Ak má pár azimut, ktorý nepatrí do intervalu <AT – DA ; AT + DA>, nepoužije sa). • Príliš malá AT: Zložitý priebeh variogramovej krivky, nemusí sa podariť ju správne nahradiť matematickou funkciou, resp. sa to nemusí podariť vôbec. • Príliš veľká AT: Zhladí (zjednoduší) priebeh variogramovej krivky, môže skresliť výsledky do neúnosnej miery. • Uložiť variogramový model do VAR súboru, stlačením SAVE.
Optimalizácia variogramového modelu –- Model Fitting (MF) • Optimalizácia (prispôsobenie) spojitej krivky voči diskrétnym bodom: • Zadať VAR súbor • primárny je povinný • pre účely porovnania si môžeme v grafe zobraziť aj 2 extra variogramy, kt. ale nevstúpia do ďalších výpočtov (budú mať v grafe len ilustratívny význam) • Zvoliť „Structure 2“ druh matematickej funkcie, ktorá bude vystihovať priebeh variogramu • Nastaviť hodnoty interpolačných váh Nugget, Range, Sill na „najlepšie možné“ (nastavenie je možné s presnosťou vyše 6 desatinných miest) • Štatistiku jednotlivých „Lags“ (intervalov separačnej vzdialenosti) možno zobraziť pomocou zaškrtnutia políčka „Lag Stats“ • Použitie iba určitej skupiny „Lags“ je možné pomocou voľby „Change number of lags“ • Počet iterácií riadi hodnota položky „Iteration Limit“. Jej zníženie niekedy rieši problém s nefunkčnosťou automatickej optimalizácie modelu (tlačidlo „Fit Model“). • Model uložiť cez „Save Model...“. Získame tým predikčný (predpovedný) PRD súbor.
Kriging and Simulation • Výpočet hodnôt buniek rastra DMR: • Možnosti štatistického odhadovania hodnôt: • Ordinary Kriging • Špecifikácia zdroja modelu • zadať adresu predikčného súboru • Špecifikácia vstupného bodového vektorového súboru • Voľby lokálneho susedstva: • Akčný rádius výberu vzoriek:zadať vhodnú hodnotu v metroch, aby bolo úplne pokryté celé územie mapového listu • Počet pozorovaní v rámci 1 kvadrantu:nechať implicitnú hodnotu 1. • Špecifikácia masky • Zadávame binárnu rastrovú mapu s hodnotami 0 a 1. V bunkách a hodnotami 0 zostane farba pozadia, v bunkách 1 sa zobrazí hodnota výšky DMR. • Pre celý mapový list použijeme obdĺžnik s hodnotou 1 pre všetky bunky • Ak masku nemáme, vytvoríme si ju pomocou modulu INITIAL zo sekcie „Data Entry“ s nasledovnými parametrami: • Define spatial parameters individually: • Output data type: Real • Initial value: 1.0 • Output reference information: • Počet stĺpcov (columns): 500 • Počet riadkov (rows): 400 • Min X, Max X, Min Y, Max Y podľa hraníc mapového listu v S-JTSK • Reference system: Plane • Reference units: meters • Unit distance: 1.0
Kriging and Simulation • Výpočet hodnôt buniek rastra DMR: • Špecifikácia výstupu: • Hotové DMR ako rastrový súbor uložiť do adresára, k ostatným údajom, ktoré používate (VCT, VAR, PRD, TXT a ďalšie súbory, s ktorými robíte).
DMR post-processing • Anomálie povrchu vyhladiť s použitím zhladzujúceho obrazového filtra – priemerový alebo mediánový • Použiť primeranú veľkosť filtra (3x3 vs. 5x5 vs. 7x7) • Modul FILTER zo sekcie GIS Analysis – Context Operators
Tvorba vrstevníc • Modul CONTOUR zo sekcie GIS Analysis – Surface Analysis – Feature Extraction • Min a Max vrstevnice zistiť z metaúdajov DMR, resp. metaúdajov vstupného vektorového bodového súboru. • Krok vrstevníc 10m • Vrstevnice vedieť naložiť (metóda Overlay) nad DMR pridaním vrstvy (Add Layer... – Composer) vo vhodnej farebnej symbolike (čierne, biele, hnedé, ... t.j. určite nie gradientálne prechody (kvantitatívna pal.) ani jedinečné farby (kvalitatívna pal.)