Применение геоинформационных систем в геоэкологических исследованиях |
Страница 28 из 49
Расчёты плотности могут быть необходимы при исследованиях экологии популяций. Например, при учёте плотности животных и растений. Так, во время экспедиции НЭС «Академик Федоров» в 2005 г, когда это судно, не являющееся ледоколом, впервые в мировой практике достигло Северного полюса в свободном плавании, проходящие на нём практику магистранты программы «Помор» выполняли учёт поголовья белых медведей. Они фиксировали всех замеченных с мостика судна животных, записывали время, направление, расстояние до них, число особей в группе, если их было более одного. Таким образом, на карту можно нанести точки, в которых были усмотрены белые медведи. Далее расчёт их плотности не представляется сложным. Опция «Cell Statistics» работоспособна лишь в том случае, когда в Виде являются активными более одной темы гридов. Эта опция полезна для расчётов осреднённого грида по набору гридов однородных значений. Например, выполнено несколько площадных съёмок содержания в среде каких-либо компонент, но точки различных съёмок не совпадают. Если бы точки совпадали, то можно было бы рассчитать средние значения для каждой точки по каждой компоненте, а уже по ним построить грид. Но у нас точки не совпадают. Выход: рассчитать грид по данным каждой съёмки и уже к этим гридам применить данную опцию. Она рассчитывает грид статистических значений для набора активных слоёв гридов. Возможен расчёт следующих характеристик для каждой пространственной ячейки: моды (Majority), среднего значения (Mean), максимальных (Maximum) и минимальных (Minimum) величин, значений минимальной вероятности (Minority), размаха (Range), среднего квадратичного отклонения (Standard Deviation), суммы (Sum), числа уникальных значений (# of Unique Values). Опция «Summarize Zones» рассчитывает статистические характеристики по группам ячеек слоя грида, пространственно находящимся внутри зон другого векторного полигонального слоя или грида. Число зон не может превышать 25. Любая зона состоит из набора объектов, имеющих одинаковое значение атрибута или набора одинаковых ячеек грида. Опция создаёт таблицу и диаграмму. Таблица содержит все статистические характеристики, рассчитанные для каждой зоны. Диаграмма представляет на экране одну из статистических характеристик, представленных в созданной таблице. Статистические характеристики для вещественных значений включают площадь ячеек (area), минимум (minimum), максимум (maximum), размах (range), среднее (mean), среднее квадратичное отклонение (standard deviation), сумму (sum). Для целых значений к вышеперечисленным характеристикам добавляются число разных значений (variety), мода – наиболее часто встречающееся значение (majority), наименее часто встречающееся значение (minority), и медиана (median). Если для образования зон используется полигональный слой и в нём есть выбранные объекты, то используются только они. В том случае, когда активной является слой грида с наборами ячеек одинаковых значений, после вызова данной опции появляется диалоговое окно «Summarize Zones», в котором в списке прокрутки, содержащем остальные грид-темы Вида, пользователю предлагается выбрать слой, содержащий данные для расчёта статистических характеристик. Если же активным является полигональный слой, то сначала в диалоговом окне появляется список полей данного слоя. Пользователь должен выбрать поле, значения которого определяют принадлежность полигонов к определённым зонам, а уже после этого пользователь выбирает слой грида, значения ячеек которого должны быть сгруппированы по зонам и подвергнуты статистической обработке. Затем создаётся таблица результатов, именуемая «Stats of» + имя обработанной грид-темы, а на экране снова появляется диалоговое окно, в котором пользователь должен выбрать, для какой статистической характеристики будет построена диаграмма. Эта опция активна, если в Виде имеются хотя бы одна активная векторная тема или тема грида и если Вид содержит хотя бы один слой грида. Опция работает только с выбранными объектами, если же активный полигональный слой не содержит ни одного выбранного объекта, то используются все объекты этого слоя. Может быть полезна для выполнения пространственного анализа. Предположим, созданы грид заболеваемости детей дошкольного возраста по статистике детских садов и ряд гридов содержания в воздухе загрязняющих веществ. Грид заболеваемости используется для создания зон градаций заболеваемости, по которым выполняются статистические расчёты характеристик загрязнения. Опция «Histogram by Zone» создаёт гистограммы распределения значений ячеек одного грида, пространственно попадающих внутрь зон, которые образованы другим слоем: гридом или полигональным. Отдельная гистограмма строится для каждого уникального класса зонального слоя. Если в нём есть выбранные объекты, то гистограммы строятся только по данным ячеек, попадающих внутрь этих объектов, в противном случае используются все объекты зонального слоя. Эта опция работоспособна, если активным является какой-нибудь векторный слой независимо от его размерности. Использование точечных и линейных для создания зон группировки ячеек анализируемого грида вполне возможно, например, если необходимо проанализировать загрязнение воздуха в пределах населённых пунктов, представленных на карте точечными объектами или выпадение из атмосферы каких-либо веществ на поверхность рек, представленных линейными объектами. Однако в основном, разумеется, для создания зон используются полигональные объекты. Также опция работоспособна, если для построения зон используется грид с ограниченным числом значений ячеек, когда эти величины представляют собой, например, номера классов. Если активной является векторная тема (слой), то при вызове данной опции на экране появляется диалоговое окно «Histogram With Zones», в котором представлен список полей активной темы. Пользователь должен выбрать поля, в соответствии с одинаковыми значениями которого будут формироваться зоны. Если же активным является слой грида с ограниченным числом значений ячеек, то в диалоговом окне в качестве полей таблицы грида выступают значения ячеек («Value») и количество ячеек с данным значением («Count»). Разумеется, следует выбрать («Value», поскольку именно по своим значениям ячейки объединяются в зоны. Пространственно совпадающие с ними ячейки анализируемого грида объединяются в классы, для каждого из которых строятся гистограммы частотного распределения. Затем в диалоговом окне выводится список гридов Вида, пользователь должен выбрать грид, значения ячеек которого будут анализироваться. Если зон слишком много, то в окне построения гистограмм появится надпись, указывающая на эту причину невозможности создания гистограмм. Созданная гистограмма именуется «Histogram of» + название анализируемой грид-темы + «Within Zones of» + название слоя, образующего зоны. Необходимо подчеркнуть, что по оси «Y» на гистограммах откладываются не частоты, а количества ячеек, попавших в интервалы значений. Поэтому построенные гистограммы будут информативны только в том случае, если количество ячеек в каждой зоне приблизительно одинаково. Данная опция может быть весьма полезна на начальном этапе анализа различий пространственных зон, образованных по значениям одних параметров, по величинам других проинтерполированных параметров. Опция «Tabulate Areas» создаёт таблицу, в которой записываются площади зон одного слоя внутри зон другого слоя. Например, с её помощью можно рассчитать суммарную площадь различных типов землепользования для каждого района, если имеется слой объектов – различных типов землепользования и слой административных единиц. Эта опция, естественно, осуществляет оверлейную операцию с двумя слоями. Возможные типы слоёв: векторные точечные, линейные, полигональные и гриды. Если используются точечные или линейные слои, то суммируются площади объектов, внутрь которых попадают точки или которые пересекаются линиями. Зоны образуются либо векторными объектами, имеющими одинаковое значение какого-нибудь атрибута, либо ячейками грида, также имеющими одинаковое значение. Площади рассчитываются в единицах карты.
|