Глава 6. Системные инструменты Геообработки растровых

Глава 6.
Системные
инструменты
Геообработки
растровых данных
В этой главе:

Настройка среды Геообработки

Набор инструментов Data Management с группами
инструментов по обработке растровых данных

Набор инструментов Spatial Analyst

Вопросы и указания для самопроверки

Контрольные вопросы и задачи
Настройка среды Геообработки




Еще один способ вызова диалога установки параметров среды: нажмите правой
клавишей заголовок в окне ArcToolbox и выберите Параметры среды
(Environments).
Все, что касается растров, это две опции: «Установки анализа растров» и
«Установки растров в базе геоданных». Первая из них имеет два пункта: размер
ячейки и маска.
Размер ячейки, или разрешение, для результатов анализа, по умолчанию,
определен максимальному из входных данных. Размер ячейки по умолчанию,
когда в качестве входных данных для инструмента используется класс ПО, – это
минимальная из ширины и высоты экстента класса ПО, деленная на 250.
При определении размера ячейки, меньше, чем у входных наборов растровых
данных новые данные не создаются; ячейки интерполируются с использованием
метода ближайшего соседа. Точность результата соответствует самым грубым
входным данным (с самым низким разрешением).




Поскольку базы данных ArcSDE не рассматриваются, проанализируем
только последнюю опцию.
Опция Статистики позволяет вычислять статистики для выходных
растровых данных, созданных в базе геоданных. Отдельная статистика
нужна при выполнении, например, растяжки контраста или
классификации данных. Обычно отображение растровых данных
выполняется лучше, если статистика уже вычислена, поэтому
рекомендуется вычислять статистику для наборов растровых данных
до работы с ними
Коэффициент пропуска позволяет ускорить процесс вычисления
статистики за счет пропуска пикселей. Показатель пропуска применим
только к растровым наборам данных, хранящимся в виде отдельных
файлов или внутри персональной базы геоданных.
Значения, отмеченные как игнорируемые, не будут участвовать в
вычислении статистики (например, значения фона изображения). Это
применимо только для наборов растровых данных персональной базы
геоданных.
Набор инструментов «Управление
данными» с группами инструментов по
обработке растровых данных

Напомним, что в геообработке первичной
причиной для создания и использования слоев
является выполнение выборок атрибутов и
областей. Создав сначала слой, Вы можете
выполнить выборку на слое без всякого
влияния на исходный источник данных. Слои,
файлы слоев и виды таблиц могут быть
использованы как вход для многих
инструментов геообработки или
иллюстрированы в ArcMap.
Группа инструментов «Растры»

Группа инструментов Raster (Растры) в наборе инструментов
Управление Данными позволяет Вам контролировать и
управлять Вашими наборами растровых данных и каталогами
растров. Диапазон этих инструментов изменяется от общего
управления базой растровых данных до организации,
препарирования и хранения растровых данных. Общее
управление базой данных растров имеет дело с операциями,
такими как копирование, восстановление и удаление,
вычисление статистик и изменение пространственной
привязки. Организация и препарирование данных включают
задачи, такие как составление мозаики или использование
каталогов растров. Инструменты хранения растровых данных
состоят из быстрого доступа к данным с помощью пирамид или
технологии баз геоданных.
Набор инструментов Spatial Analyst



Spatial Analyst предоставляет богатый набор инструментов для
работы, основанной на анализе ячеек (растров). Из трех
главных типов данных ГИС (растр, вектор и tin), структуры
данных растра предоставляют наиболее всестороннее
моделирование среды пространственного анализа.
Основанные на сеточных структурах системы делят мир на
дискретные однообразные единицы, называемые ячейками.
Каждая ячейка представляет определенную указанную часть
Земли, такую как квадратный километр, гектар или
квадратный метр.
Каждая ячейка получает значение, соответствующее ПО или
локализованной характеристике, или описывают
местоположение, такое как значение высоты над уровнем
моря, тип почвы или классификация поселений. В ячеистой
системе географическое местоположение не определено в
качестве атрибута, но является свойственной структуре
хранения, известной как позиционная перспектива.
Набор инструментов Spatial Analyst



Spatial Analyst предоставляет богатый набор инструментов для работы, основанной на анализе
ячеек (растров). Из трех главных типов данных ГИС (растр, вектор и tin), структуры данных
растра предоставляют наиболее всестороннее моделирование среды пространственного
анализа.
Основанные на сеточных структурах системы делят мир на дискретные однообразные
единицы, называемые ячейками. Каждая ячейка представляет определенную указанную часть
Земли, такую как квадратный километр, гектар или квадратный метр.
Каждая ячейка получает значение, соответствующее ПО или локализованной характеристике,
или описывают местоположение, такое как значение высоты над уровнем моря, тип почвы или
классификация поселений. В ячеистой системе географическое местоположение не
определено в качестве атрибута, но является свойственной структуре хранения, известной как
позиционная перспектива.

группа инструментов «Расстояние»

Имеются два главных способа выполнения анализа расстояний в Spatial Analyst: Евклидово
расстояние и стоимостное расстояние.


Функция «Евклидово расстояние» измеряет расстояние по прямой от каждой ячейки до
ближайшего источника (источник определяет объекты интереса такие как колодцы, дороги
или школы). Расстояние измеряется от центра ячейки до центра ячейки. Вы можете не только
определить расстояние каждой ячейки до ближайшего источника, Вы можете также вычислить
для каждой ячейки направление и определить, какой источник является ближайшим.
Функция стоимостного расстояния (или взвешенное стоимостью расстояние) изменяет
Евклидово расстояние, приравнивая расстояние коэффициенту стоимости, который
представляют собой перемещение через любую заданную ячейку. Например, может оказаться
короче карабкаться к цели через горы, но быстрее обойти их вокруг. функция Стоимость
Allocation распознает ближайший (или наименьшей стоимости) ячейки источника на основе
накопленной стоимости перемещения. Функция стоимости направления предоставляет карту
дорог, определяя маршрут, взятый от любой ячейки вдоль пути наименьшей стоимости,
обратно к ближайшему источнику.
группа инструментов «Извлечение»


Инструменты извлечения позволяют Вам
извлекать подмножество ячеек или по атрибутам
ячеек или по их пространственному
местоположению. Извлечение ячеек по атрибутам
выполняется посредством предложения where.
Например, Ваш анализ может потребовать
извлечение ячеек выше 100 метров в отметках
высоты на растре рельефа.
Извлечение по пространственному
местоположению требует либо групп
идентифицируемых ячеек, отвечающая критерию
попадания внутрь или за пределы указанной
геометрической формы или индивидуального
местоположения определяемых ячеек.
Допустимые формы, доступные для извлечения
путем указания геометрической формы, которой
являются: окружность, прямоугольник и полигон.
Для извлечения по конкретному местоположению,
Вы либо идентифицируете местоположения ячеек
по их точечным x y местоположениям или
посредством выбранных ячеек с использованием
растра маски.
Группа инструментов «Генерализация»


Иногда набор растровых данных содержит данные, которые
ошибочны или непригодны для текущего анализа, или более
детальны, чем Вам нужно. Например, если набор растровых
данных был определен по классификации спутниковых
снимков, они могут содержать много маленьких и
изолированных площадок, классификация которых не
определена. Функции генерализации помогают узнавать такие
площадки и автоматизировать присвоение более надежных
значений ячейкам, образующих их площади.
Инструменты генерализации are обычно разделяют на
следующие категории, те, которые работают на (генерализуют)
зоны (Region Group, Nibble, Shrink, Expand и Thin), те, которые
работают на (сглаживают) края зоны (Boundary Clean и
Majority Filter) и те, которые изменяют разрешение данных
(Aggregate).
группа инструментов «Наложение»

Общей проблемой пространственного анализа является идентификация
пригодности каждого местоположения ячеек относительно некоторого критерия.
Критерием может быть относительная стоимость, относительные предпочтения
или относительные риски. Модели пригодности отвечают на вопросы, такие как
"где находится наилучшее местоположение для строительства дома", "какой
маршрут самый дешевый при строительстве дороги" и "какие области должны
быть сохранены для обитания оленей".

Этапами создания модели пригодности являются:

Решите, какие наборы данных Вам нужны как входные. Наборы данных должны
влиять на пригодность того, что моделируется.

Определите наборы данных. Для получения новой информации создайте данные
из существующих данных (например, определите уклоны по рельефу).
Полученные наборы данных должны влиять на пригодность того, что
моделируется.

Переклассифицируйте каждый набор данных в общую шкалу (например, от 1 до
10), задавая более высокие значения более пригодным атрибутам.

Если необходимо, взвесьте наборы данных, которые имеют большее влияние в
модели пригодности.

Объедините растры для поиска подходящих местоположений.
группа инструментов «Поверхности»

Вы можете получить дополнительную
информация путем создания нового набора
данных, который идентифицирует
специальный образ внутри исходного набора
данных. Могут быть получены образы, которые
не были очевидны на исходной поверхности,
такие как изолинии, уклоны, экспозиция,
отмывка рельефа и видимость.
Вопросы и указания для самопроверки
1.
Как вырезать из растра фрагмент произвольной формы?
2.
Как извлечь нужные ячейки из растра с вещественными значениями?
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Как объединить два растра, из которых один содержит ячейки со значениями
денежных единиц (стоимость земли), а второй – ячейки со значениями
градусов (уклоны рельефа)?
Оценка стоимости земли в г. Владивостоке сильно зависит от расстояния (по
прямой) до центра города. Ясно, что такая оценка для земель, находящихся
на другой стороне залива Золотой Рог, теряет здравый смысл. Как следовало
бы исправить эту нелепость?
Что делают следующие функции:
Почему нижеприведенное выражение называется «выделением водотоков из
аккумулированного стока»?
Какой инструмент геообработки должен использовать снайпер для
определения «непростреливаемых» площадей?
Какая инструментальная панель в ArcMap по своему назначению ближе всего
соответствет инструменту геообработки «Деформация»?