Применение геоинформационных систем в геоэкологических исследованиях |
Страница 29 из 49
После запуска данной опции на экране появляется диалоговое окно «Tabulate Areas», в котором имеется 4 списка прокрутки. В списке «Row Theme» («Слой строк») следует выбрать слой, определяющий строки результирующей таблицы, каждой уникальной зоне отводится одна строка. В списке «Row Field» нужно выбрать поле, по значениям которого объекты будут объединяться в зоны. Если в списке «Row Theme» выбрана грид-тема, то в списке «Row Field» следует выбрать «Value». Строка таблицы содержит площади каждой зоны «Слоя столбцов» («Column Theme»), в пределах данной зоны «Слоя строк». В списке «Слой столбцов» («Column Theme») пользователь определяет слой Вида, определяющий столбцы таблицы результатов. Здесь пользователь также должен определить в списке прокрутки «Column Field» название поля, по одинаковым значениям которого создаются зоны в «Слое столбцов». Специфика этих зон отражается в качестве названий столбцов результирующей таблицы. Если в качестве «Слоя столбцов» используется грид, то списке «Column Field» диалогового окна также следует выбрать «Value». После определения параметров следует нажать кнопку «ОК» диалогового окна. Если хотя бы один из выбранных слоев является гридом, то после этого выполняются расчёты и создаётся таблица с именем «Areas of» + название «Слоя столбцов» («Column Theme») + «Tabulated For Each in» + название «Слоя строк» («Row Theme»). Если же оба выбранных с помощью диалогового окна слоя являются векторными, то возникает необходимость задания характеристик временного рабочего грида. Это осуществляется с помощью диалогового окна «Temporary Grid Specification». Экстент этого грида не принципиален, но лучше его устанавливать в соответствии с экстентом одного из слоёв, являющихся источниками данных для создаваемой таблицы. Данная опция полезна для выполнения картометрических операций. Разумеется, здесь рассчитывается суммарная площадь ячеек грида, поэтому формально точность меньше, чем при использовании картометрических функций, применяемых к векторным объектам. Однако в геоэкологических исследованиях полигональные объекты часто являются результатом генерализации, интерполяции и экстраполяции данных, к тому же следует помнить о континуальности ландшафтов, наличии экотонов. Всё вышеперечисленное объективно не позволяет рассчитывать площадь многих реально существующих зон с такой же степенью точности, как, например, площади водоёмов. Кроме того, пользователь имеет возможность уменьшения размеров ячеек и увеличения их количества, что приведёт к повышению точности расчётов. Можно привести следующий пример использования данной опции. Предположим, мы хотим выяснить, существуют ли различия ландшафтных характеристик различных водосборных бассейнов. Для этого следует создать полигональные слои водосборных бассейнов и ландшафтных таксонов. Затем запустить на исполнение данную опцию, задав, например, слой ландшафтов в качестве «Слоя строк», а водосборов – «Слоя столбцов». Далее по результатам созданной таблицы определить долю, занятую различными ландшафтными таксонами в каждом водосборе и проанализировать различия, например, с помощью кластерного анализа. С помощью опции «Map Query» задаётся запрос, адресованный одному или нескольким пространственно совпадающим гридам одного Вида. По результатам выполнения этого запроса строится новый грид. Пространственное положение нового грида и размеры его ячеек совпадают с тем гридом (гридами), в результате запроса к которому данный новый грид был создан. В нём создаются ячейки только двух типов: со значениями 0 и 1. Там, где условия запроса в исследуемом гриде выполнены, в ячейке нового грида ставится значение 1, где нет – 0. Разумеется, за границей области выполнения анализа, заданной грид-маской, в ячейках нового грида не будут записываться никакие данные, а будет помещено значение «Нет данных», как и в исходном гриде. Если в процессе анализа неоднократно вызывать опцию Map Query, то появляющееся диалоговое окно будет иметь название «Map Query N», где N – порядковый номер запроса в данном сеансе работы, а получаемые в результате выполнения запросов новые результирующие гриды будут также именоваться «Map Query N». На диске создаются папки с названиями «queryN», содержащие файловые структуры гридов. Чтобы потом не запутаться, лучше сразу переименовывать слои таким образом, чтобы их названия включали в себя имена гридов, которым был адресованы запросы. Необходимо подчеркнуть, что запрос может включать в комбинацию условий, обращённых более чем к одному гриду. В диалоговом окне «Map Query N» в окне прокрутки «Layers» приводится список всех гридов данного Вида, в окне прокрутки «Sample Values» – все числовые значения ячеек выбранного грида. Между этими окнами прокрутки расположены кнопки логических операций сравнения: «равно», «не равно», «больше», «меньше», «больше или равно», «меньше или равно»; установки скобок и операндов «и (and)», «или (or)» и «не (not)». В нижней половине диалогового окна находится блок формирования запроса. Предположим, построено несколько гридов пространственного распределения в среде различных загрязняющих веществ. Нам необходимо определить область, в пределах которой концентрации ни одного из этих веществ не превышают ПДК. В создаваемом гриде этому условию будут соответствовать ячейки, для которых во всех исходных гридах не превышено ПДК. Поэтому запрос должен иметь следующий вид: ([Имя грид-темы 1] <= Значение ПДК 1) and ([Имя грид-темы 2] <= Значение ПДК 2) and … and ([Имя грид-темы N] <= Значение ПДК N) После формирования запроса нажмите на кнопку «Evaluate» диалогового окна «Map Query N» и слой грида с названием «Map Query N» будет построен. Другой пример: предположим, нам необходимо вычислить объём водоёма по данным измерений глубины водоёма, содержащимся в шейпфайле точечных объектов с названием z1.shp. (В нём должны иметься точки на береговой черте со значением глубины 0). По слою, источником которого служит данный файл, строится грид, получающий название «Surface from z1.shp». Далее мы будем последовательно выделять ячейки, удовлетворяющие запросам типа: hi< значение глубины в ячейке z ≤hi+1. Пример запроса: ([Surface from z1.shp]>2) and ([Surface from z1.shp]<=3), т.е. выделяются только те ячейки, имеющие значения глубины больше 2 м и меньше или равные 3 м. После того, как запрос создан и отредактирован, следует нажать кнопку «Evaluate» (Вычисление) в самом низу диалогового окна. В результате выполнения запроса создается грид-тема результата. Поскольку здесь всего два тип числовых ячеек, то мы можем посмотреть таблицу грид-темы. Мы увидим маленькую табличку из двух строк с двумя полями Value и Count. В поле Value содержатся значения числовых ячеек грида (для результатов работы Map Query это всегда будут 0 и 1), а в поле Count – количество соответствующих ячеек. Предположим, имеется 1822 ячейки со значением 1, т.е. 1822 столба воды высотой от 2 до 3-х м. Площадь основания столба нам известна – это площадь одной ячейки. Если размер ячейки 4х4 м, то это 16 м2. Следовательно, объем водоема между изобатами 2 и 3м (между дном и поверхностью) составит 16х2.5х1822 = 72880 м3. Грид-темы Map Query N можно конвертировать в полигональные объекты при помощи опции «Преобразовать в шейп-файл» ниспадающего меню «Тема». В атрибутивной таблице результирующего слоя имеется поле Gridcode со значениями 1 для объектов, созданных из ячеек с этим значением, т.е. объекты со значениями в поле Gridcode, равными 1 соответствуют областям с положительным результатом запроса. Можно создавать сечения водоема по различным глубинам (предположим, через 1 м): z>=n, z>=n-1, z>=n-2 и т.д. Площади полученных полигональных объектов можно определить программным способом или так, как это описано в теме 2, затем по формуле усеченных конусов рассчитать объём водоема, его частей в зависимости от глубины и построить батиметрическую кривую зависимости объема или площади сечения водного тела от глубины. Опция «Map Calculator» применяется для расчета интегральных (комплексных) показателей, если исходные данные измерены в несовпадающих между собой точках. Пример – ИЗВ (Индекс загрязнения воды). Он рассчитывается по 6 показателям. Допустим, точки, в которых был измерен первый параметр, пространственно не совпадают с точками, в которых был измерен второй параметр и т.д. В этом случае создаём 6 грид-тем, разумеется, полностью между собой совпадающих пространственно. Затем применяем опцию «Map Calculator», которая создает результирующую грид-тему с именем «Map Calculation N» по результатам расчетов. В нижней части диалогового окна «Map Calculation N» в окне прокрутки запроса создается запрос, представляющий собой формулу, по которой в соответствии со значениями в исходных грид-темах рассчитываются значения в создаваемой грид-теме. Также эта опция может применяться для создания изображений в искусственных цветах. Опция «Neighborhood Statistics» анализирует точки векторного слоя (типа Point или Multipoint) или ячейки грида. В обоих случаях происходит создание нового грида путём расчёта какой-либо статистической характеристики для совокупности соседних ячеек исходного (пространственного «окна осреднения»), только в случае слоя точек этот грид создаётся по данным, содержащимся в каком-либо числовом поле таблицы атрибутов этого слоя. Это пространственное окно может иметь форму прямоугольника («Restangle»), круга («Circle»), кольца («Dough Nut»), сектора («Wedge»). Центр ячейки рассчитываемого грида является центром прямоугольника, круга, кольца, вершиной сектора, служащих пространственными окнами. Ячейка исходного грида считается попавшей в пространственное окно, если в него попадает её центр. По значениям попавших внутрь окна ячеек исходного грида могут быть рассчитаны следующие характеристики: минимальное (minimum) и максимальное значения (maximum), среднее значение (mean), медиана (median), сумма значений ячеек (sum), размах значений (range), среднее квадратичное отклонение (standard deviation), наиболее (мода - majority) и наименее (minority) часто встречающиеся значения, число различных значений (variety). Одна из этих характеристик записывается в качестве значения ячейки нового грида. Если записывается среднее значение, то эта операция является сглаживанием пространственного поля.
|