Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng GIS đại cương: Chương 5 Phân tích dữ liệu GIS, cung cấp cho người học những kiến thức như: Phân tích đơn lớp; Phân tích đa lớp. Mời các bạn cùng tham khảo!
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUN Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Nội dung Phân tích đơn lớp Đo lường: Khoảng cách, chiều dài, chu vi Diện tích Xử lý vùng ranh: Bên trong: Hịa tan (Dissolve), Loại bỏ (Eliminate) Bên ngồi: thu hẹp (Cắt- Clip, Chia- Split), mở rộng (Nối- Merge, Tạo vùng đệm- Buffer) Phân tích đa lớp Chồng lớp Giao (Intersect) Kết hợp (Union) Xóa (Difference) Khác biệt hình học (Symmetrical Difference) Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Đo lường chiều dài Mơ hình vector Khoảng cách/ chiều dài (Euclidean): 𝒏−𝟏 𝑳= 𝒙𝒊+𝟏 − 𝒙𝒊 𝟐 + (𝒚𝒊+𝟏 − 𝒚𝒊 )𝟐 𝒊=𝟏 Với: n tổng số điểm đoạn thẳng Chu vi: Tính chu vi tam giác ABC? x 4● 𝒏 𝑷= Tính khoảng cách từ A đến B? Tính chiều dài đoạn ABC? 𝒙𝒊+𝟏 − 𝒙𝒊 𝟐 + (𝒚𝒊+𝟏 − 𝒚𝒊 )𝟐 𝒊=𝟏 Với: n tổng số đỉnh đa giác (n ≥ 3; xn+1 = x1; yn+1 = y1) 3● +A 2● (3, 1) 1● ● ● +B (4, 4) +C (1, 3) ● ● y Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Đo lường chiều dài Mơ hình raster Khoảng cách/ chiều dài (Euclidean): 𝒏−𝟏 𝑳=𝒅 𝒊=𝟏 Tính khoảng cách từ A đến B? 𝒉𝒊+𝟏 − 𝒉𝒊 𝟐 + (𝒄𝒊+𝟏 − 𝒄𝒊 )𝟐 Tính chu vi khối C (5 pixel)? Với: d kích thước pixel, h tọa độ hàng, c tọa độ cột, n tổng số pixel đoạn thẳng Chu vi: 𝑷=𝒅 ∗𝒏 Với: d kích thước pixel, n tổng số cạnh pixel mà khối pixel qua x 4● +A 3● 2● 1● ● ● +B C ● ● y Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Đo lường diện tích Mơ hình vector Diện tích đa giác tổng diện tích đa giác tồn phần trừ tổng diện tích đa giác nằm ngồi Công thức tổng quát sau: 𝒏 𝟏 𝑨 = 𝒙𝒊+𝟏 𝒚𝒊 − 𝒙𝒊 𝒚𝒊+𝟏 𝟐 𝒊=𝟏 Với: n tổng số đỉnh đa giác, xn+1 = x1; yn+1 = y1 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Đo lường diện tích Ví dụ: Tính diện tích đa giác [1234] Gán x1, x2, x3, x4 theo chiều kim đồng hồ, đỉnh nằm góc bên trái đa giác Ứng với x1, x2, x3, x4, xác định y1, y2, y3, y4 tương ứng C1: Diện tích [1234] = ½ [(x2y1 – x1y2) + (x3y2 – x2y3) + (x4y3 – x3y4) + (x1y4 – x4y1)] = ½ [16 – + – + – + – 4] = ½ 11 = 11/2 (đvdt) C2: Diện tích [1234] = [x1.1.2.x2] – [x1.4.3.x3] – [x3.3.2.x2] = ½ (4+3)3 – 1*1 – ½ (1+3)2 = 21/2 – – = 11/2 (đvdt) Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Đo lường diện tích Mơ hình raster Diện tích = Tổng số pixel * diện tích pixel = Số hàng x số cột * kích thước pixel * kích thước pixel Với kích thước pixel 10 m, tính diện tích khối A, B? Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Bài tập Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng khí lượng mưa hình vẽ Tính chu vi, diện tích giá trị lớp nhiệt độ khơng khí? Tính chu vi, diện tích giá trị lớp lượng mưa? Lượng mưa (mm) Nhiệt độ khơng khí (°C) X X Y Y Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Xử lý vùng ranh Hòa tan (Dissolve) FID Shape Màu sắc Polygon Lục … … … 38 Polygon Lục 39 Polygon Lam … … … 60 Polygon Lam 61 Polygon Tím … … … 80 Polygon Tím 81 Polygon Vàng … … … 98 Polygon Vàng FID Shape Màu sắc Polygon Lục Polygon Lam Polygon Tím Polygon Vàng Số lớp đầu vào Số lớp đầu Khơng gian Thuộc tính (Điểm/ Đường/ Vùng) (Điểm/ Đường/ Vùng) Hợp đối tượng có thuộc tính định Input Thuộc tính hịa tan 10 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Ví dụ Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp khí hậu hình vẽ (gán nhãn theo FID) Hịa tan đối tượng lớp theo giá trị nhiệt độ Hãy trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính)? Khí hậu X FID Shape Nhiệt độ (ºC) Lượng mưa (mm) Polygon 33 1000 Polygon 34 1000 Polygon 34 1500 Polygon 35 2000 Y 11 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phương pháp giải Giao (Intersect) Trên phần không gian: Vẽ Input chồng lên Vẽ huyện, nhiệt độ không khí lên Phân tích liệu GIS Trên phần không gian: Xác định, đánh số FID cho đối tượng Output mà thuộc đồng thời Input Xác định, đánh số FID cho đối tượng Output mà thuộc đồng thời huyện, nhiệt độ khơng khí Output- Phần không gian Huyện X 34 33 34 Nhiệt độ khơng khí (°C) 3 Đối với bảng thuộc tính: Tạo cột, điền giá trị cho đối tượng Output dựa đối chiếu với Input Tạo cột FID, Shape, Huyện, Nhiệt độ với giá trị tương ứng Y Output- Phần thuộc tính FID Shape Huyện Nhiệt độ (ºC) Polygon B 33 Polygon A 33 Polygon A 34 Polygon A 34 44 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Bài tập Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện lượng mưa hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) chồng lớp theo phép tốn INTERSECT hai lớp liệu? Huyện Lượng mưa (mm) X X Y Y 45 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Chồng lớp Kết hợp (Union) INPUT INPUT Số lớp đầu vào Số lớp đầu ≥ (Điểm/ Đường/ Vùng) (Điểm/ Đường/ Vùng) Khơng gian Thuộc tính Kết hợp hình học lớp Input 1, 2, …, n Input 1, 2, …, n 47 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Ví dụ Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện nhiệt độ không khí hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) chồng lớp theo phép tốn UNION hai lớp liệu? Huyện Nhiệt độ không khí (°C) X X Y Y 48 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phương pháp giải Kết hợp Phân tích liệu GIS Trên phần không gian: Xác định, (Union) đánh số FID cho đối tượng Output mà thuộc Input Xác Trên phần không gian: Vẽ Input định, đánh số FID cho 10 đối tượng chồng lên Vẽ huyện, nhiệt độ khơng khí lên Output mà thuộc huyện nhiệt độ khơng khí Output- Phần khơng gian Output- Phần thuộc tính Đối với bảng thuộc tính: Tạo cột, điền giá trị cho đối tượng Output dựa đối chiếu với Input Tạo cột FID, Shape, Huyện, Nhiệt độ với giá trị tương ứng 49 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Bài tập Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện lượng mưa hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) chồng lớp theo phép tốn UNION hai lớp liệu? Huyện Lượng mưa (mm) X X Y Y 51 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Chồng lớp Xóa (Difference) INPUT INPUT Số lớp đầu vào Số lớp đầu - Input 1: Điểm/ Đường/ Vùng - Input 2: Vùng (Điểm/ Đường/ Vùng) Khơng gian Thuộc tính Chỉ lấy phần Input nằm lớp Input Input 53 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Ví dụ Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện nhiệt độ khơng khí hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) xóa Huyện theo Nhiệt độ khơng khí phép tốn DIFFERENCE? Huyện Nhiệt độ khơng khí (°C) X X Y Y 54 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Phương pháp giải Xóa (Difference) Trên phần không gian: Xác định, đánh số FID cho đối tượng Output mà thuộc Input nằm Input Xác định, đánh số FID cho Trên phần không gian: Vẽ đường bao đối tượng Output mà thuộc huyện bên Input lên Input Vẽ đường bao bên ngồi nhiệt độ khơng nằm ngồi nhiệt độ khơng khí khí lên huyện Output- Phần khơng gian Dựa theo đề bài, xác định Input (cần xóa), Input (dùng để xóa) Input 1: huyện, Input 2: nhiệt độ khơng khí Output- Phần thuộc tính Đối với bảng thuộc tính: Tạo cột, điền giá trị cho đối tượng Output dựa đối chiếu với Input Tạo cột FID, Shape, Huyện với giá trị tương ứng FID Shape Huyện Polygon B Polygon A Polygon A 55 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Bài tập Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện lượng mưa hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) xóa Huyện theo Lượng mưa phép toán DIFFERENCE? Huyện Lượng mưa (mm) X X Y Y 57 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Chồng lớp Khác biệt hình học (Symmetrical Difference) INPUT INPUT Số lớp đầu vào Số lớp đầu - Input 1: Điểm/ Đường/ Vùng - Input 2: Điểm/ Đường/ Vùng Không gian (Điểm/ Lấy phần riêng, bỏ phần Đường/ Vùng) chung lớp Input 1, Thuộc tính Input 1, 59 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Ví dụ Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện nhiệt độ khơng khí hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) chồng lớp theo phép toán SYMMETRICAL DIFFERENCE hai lớp liệu? Huyện Nhiệt độ khơng khí (°C) X X Y Y 60 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Phương pháp giải Khác biệt hình học (Symmetrical Difference) Trên phần không gian: Vẽ Input 1, Input Trên phần không gian: Xác định, đánh số FID cho đối tượng Output lên Vẽ huyện, nhiệt độ không mà thuộc phần riêng Input khí lên Xác định, đánh số FID cho đối tượng Output mà thuộc phần riêng huyện, nhiệt độ khơng khí Output- Phần khơng gian Output- Phần thuộc tính Đối với bảng thuộc tính: Tạo cột, điền giá trị cho đối tượng Output dựa đối chiếu với Input Tạo cột FID, Shape, Huyện, Nhiệt độ với giá trị tương ứng 61 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Bài tập 10 Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện lượng mưa hình vẽ Trình bày kết Output (khơng gian, thuộc tính) chồng lớp theo phép toán SYMMETRICAL DIFFERENCE hai lớp liệu? Huyện Lượng mưa (mm) X X Y Y 63 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Yêu cầu cần đạt Nắm vững cách đo lường: khoảng cách, chiều dài, chu vi, diện tích mơ hình vector, raster Nắm vững thuật tốn xử lý vùng ranh: Dissolve, Eliminate, Clip, Split, Merge, Buffer Nắm vững thuật toán chồng lớp: AND (Intersect), OR (Union), NOT (Difference), XOR (Symmetrical Difference) 65 ... Polygon 34 Polygon 35 X Y 20 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Xử lý vùng ranh Cắt (Clip) INPUT Số lớp đầu vào Số lớp đầu - Input 1: Điểm/ Đường/ Vùng - Input 2: Vùng... (mm) X X Y Y 51 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Chồng lớp Xóa (Difference) INPUT INPUT Số lớp đầu vào Số lớp đầu - Input 1: Điểm/ Đường/ Vùng - Input 2: Vùng... giá trị tương ứng FID Shape Huyện Polygon B Polygon A Polygon A 55 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích liệu GIS Bài tập Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp huyện lượng