155GIS2 / 4. cvičení: Porovnání verzí

VizuálníWikitext

Aktuální verze z 25. 3. 2020, 21:14

← předchozí cvičení • stránky předmětu • další cvičení →

Interpolace rastrových dat

Základní pojmy

Poznámky k systému ArcGIS

3D Analyst Tools • Raster Interpolation • IDW
3D Analyst Tools • Raster Interpolation • Kriging
3D Analyst Tools • Raster Interpolation • Splines
3D Analyst Tools • Raster Interpolation • Natural Neighbor
3D Analyst Tools • Raster Interpolation • Topo To Raster
Data Management Tools • Raster • Raster Processing • Clip Raster
Spatial Analyst Tools • Zonal • Zonal Geometry

Odkazy

Úlohy

V následujících úlohách budeme, pokud nebude uvedeno jinak, používat data z datové sady ArcCR500. Tato datová sada je poskytovaná firmou ArcData zdarma.

V učebně B-870 jdou data nainstalována v adresáři

S:\K155\Public\data\ArcGIS\ArcCR500 3.3

Přístupová práva k tomu adresáři jsou omezena pouze na čtení! Nelze tedy datové vrstvy z ArcCR500 upravovat (včetně např. vytváření pyramid).

Data meteorologických stanic byla převzata z http://www.in-pocasi.cz/pocasi-na-web/meteostanice.php. Na základě ukázkového XML souboru byl vytvořen soubor ve formátu MS Excel, který je ke stažení zde.

Souřadnice meteorologických stanic jsou uvedny ve WGS-84 (zeměpisná délka a šířka).
Rastr interpolovaný z naměřených hodnot meteorologických stanic počítejte v prostorovém rozlišení 1km (pokud není uvedeno jinak) a v souřadnicovém systému S-JTSK. Rastr bude vždy ohraničen státní hranici ČR.

1.

Na základě naměřené teploty odvoďte rastr metodou IDW (výchozí hodnoty). Jaká je průměrná teplota na území ČR?: Datové vrstvy: meteodata, StatPolygon (AC); Výsledek: 3,5°C

2.

Jaká je průměrná teplota v nadmořské výšce větší než 700 m při použití rastru vypočteného metodou Kriging (výchozí hodnoty)?: Datové vrstvy: meteodata, DigitalniModelReliefu; Výsledek: 3,4°C

3.

Jaká je průměrná teplota v nadmořské výšce větší než 700 m při použití rastru vypočteného metodou Spline (výchozí hodnoty)?: Datové vrstvy: meteodata, DigitalniModelReliefu; Výsledek: 2,9°C

4.

Jaká je plocha území v ha, kde je teplota nižší než 3°C (využijte interpolační metodu Natural Neighbor, prostorové rozlišení 100m) a je současně orientováno na jih. Kolik procent tohoto uzemí leží v nadmořské výšce větší než 1000m?: Datové vrstvy: meteodata, DigitalniModelReliefu; Výsledek: 238 905ha; 40%

5.

Jaká je interpolovaná hodnota teploty v reprezentačním bodě obce Peruc? (Použijte maximální hodnotu z interpolací Spline, IWD a Kriging, prostorové rozlišení 1000m, na 2 des. místa)?: Datové vrstvy: bod, meteodata; Výsledek: 5,63

6.

Vypočítejte pro reprezentační body obcí jejich teplotu. Rastr, ze kterého budete teplotu určovat vypočítejte jako průměr z metod IDW, Kriging a Spline (prostorové rozlišení 1km). Dále určete z takto vypočítaných hodnot průměrné teploty pro kraje. Který z krajů má nejnižší průměrnou teplotu a kolik to je?: Datové vrstvy: DigitalniModelReliefu, meteodata, ObceBody (AC); Výsledek: Vysočina; 6,11°

Con("DigitalniModelReliefu", (Spline("meteodata", "teplota", 1000) + 
Kriging("meteodata", "teplota", "Spherical", 1000) + Idw("meteodata", "teplota", 1000)) / 3)

7.

Vytvořte dva rastry teplot, které budou obsahovat pro každý pixel minimální, resp. maximální hodnotu z interpolací IDW, Kriging, Spline (výchozí nastavení, prostorové rozlišení 1km). Jaký je rozdíl takto odvozených teplot pro reprezentační bod obce Peruc?: Datové vrstvy: meteodata, ObceBody (AC); Výsledek: 0,30°

Abs(
(CellStatistics([Idw("meteodata", "teplota", 1000),
 Kriging("meteodata", "teplota", "Spherical", 1000), 
 Spline("meteodata", "teplota", 1000)], "MAXIMUM"))
- 
(CellStatistics([Idw("meteodata", "teplota", 1000), 
 Kriging("meteodata", "teplota", "Spherical", 1000),
 Spline("meteodata", "teplota", 1000)], "MINIMUM")))

8.

Vytvořte rastr teplot, který vznikne z interpolace IDW (výchozí nastavení, prostorové rozlišní 1km) a následně fokální funkcí jako průměrná hodnota (Focal Mean) z oblasti 5x5 pixelů. Jakou teplotu má oblast odpovídající reprezentačnímu bodu obce Peruc?: Datové vrstvy: meteodata, ObceBody (AC); Výsledek: 3,62

(FocalStatistics(Idw("meteodata", "teplota", 1000), NbrRectangle(5, 5, "CELL"), "MEAN"))

@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
 {{GIS}}
-{{Cvičení|155GIS2|3|Pokročilá mapová algebra, interpolace rastrových dat}}
+{{Cvičení|155GIS2|4|Interpolace rastrových dat}}
 == Základní pojmy ==
-; Mapová algebra
+* [http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_distance_weighting IDW (metoda inverzních vzdáleností)] ([http://www.gislounge.com/wp-content/uploads/2013/04/idw.png obr], [http://planet.botany.uwc.ac.za/nisl/GIS/spatial/images/pic006.jpg obr])
-* [http://www.google.cz/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&ved=0CE4QFjAF&url=http%3A%2F%2Fgis.vsb.cz%2FGIS_Ostrava%2FGIS_Ova_2004%2FMapAlgebra.ppt&ei=sKoNU4TbDcaStQbKkoC4Cw&usg=AFQjCNFsVLK9F6Fb-NLNSafvhIJPUn9eLg&bvm=bv.61965928,d.Yms&cad=rja Mapová algebra]
-* [http://web.pdx.edu/~jduh/courses/geog475f09/Students/W5_Raster%20presentation%2010-27-09.pdf Raster Operations]
-* [http://gis.fzp.ujep.cz/files/8.pdf Rastrový datový model a mapová algebra]
-* Velikostní stupnice (poměrová - ratio, intervalová - interval, pořadová, kategoriální)
-** [http://en.wikipedia.org/wiki/Level_of_measurement Level of measurement]
-* Mapová algebra
-** ''Lokální'' funkce (Cell Statistics) ([http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisengine/java/Gp_ToolRef/spatial_analyst_tools/sa_local_combine_illus.png obr])
-*** jedna rastrová vrstva (goniometrické funkce, reklasifikace, ...)
-*** více rastrových vrstev (min, max, mean, sum, product, majority, minority, variety, ...)
-** ''Fokální'' funkce (Neighborhood Statistics) ([https://www.e-education.psu.edu/geog586/sites/www.e-education.psu.edu.geog586/files/image/L06_focalMaxOutputGrid.gif obr])
-*** Fokalní min, max, mean, sum,...
-*** ''Kernelové'' operace (density, slope, aspect)
-** ''Inkrementální'' funkce (globalní funkce) ([http://courses.washington.edu/gis250/lessons/raster_analysis1/images/map_algebra2.gif obr])
-*** Např. vzdálenostní funkce, obalová zóna, cost distance, cost path
-** ''Zonální'' funkce (Zonal Statistics) ([http://www.supermap.com/EN/online/Deskpro%206.0/SDTechTheme/images/RasterStatistics_6.JPG obr])
-*** Zonalní sum, mean, min, max, ..
-; Interpolace
-* [http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_distance_weighting IDW (metoda inverzních vzdáleností)] ([http://www.gislounge.com/wp-content/uploads/2013/04/idw.png obr]], [http://planet.botany.uwc.ac.za/nisl/GIS/spatial/images/pic006.jpg obr])
 * [http://en.wikipedia.org/wiki/Spline_(mathematics) Spline] ([http://planet.botany.uwc.ac.za/nisl/GIS/spatial/images/pic011.jpg obr])
 * [http://en.wikipedia.org/wiki/Kriging Kriging] ([https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/GUID-6A643B32-4C6F-443F-9E73-89929AC53BA5-web.gif obr])
@@ Řádek 34: / Řádek 13: @@
 == Poznámky k systému ArcGIS ==
-; Mapová algebra
+* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/idw.htm IDW]
+* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/kriging.htm Kriging]
-* Zapnout nadstavbu - Customize {{bullet}} Extensions {{bullet}} [http://www.esri.com/software/arcgis/extensions/spatialanalyst/index.html Spatial Analyst]
+* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/spline.htm Splines]
-* Základní mapová algebra (Math)
+* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/natural-neighbor.htm Natural Neighbor]
-* Pokročilá mapová algebra, rastrový kalkulátor (Map Algebra {{bullet}} [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z000000z7000000.htm Raster Calculator])
+* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/topo-to-raster.htm Topo To Raster]
-* Spatial Analyst {{bullet}} Map Algebra {{bullet}} Raster Calculator
+* Data Management Tools {{bullet}} Raster {{bullet}} Raster Processing {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/data-management/clip.htm Clip Raster]
-* Spatial Analyst {{bullet}} Extraction {{bullet}} Exctract By Mask
+* Spatial Analyst Tools {{bullet}} Zonal {{bullet}} [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/zonal-geometry.htm Zonal Geometry]
-* Spatial Analyst {{bullet}} Raster Creation
-* Spatial Analyst {{bullet}} Zonal {{bullet}} Zonal Geometry
-* 3D Analyst {{bullet}} Functional Surface {{bullet}} Add Surface Information
-; Interpolace
-* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} IDW
-* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} Kriging
-* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} Splines
-* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} Natural Neighbor
-* 3D Analyst Tools {{bullet}} Raster Interpolation {{bullet}} Topo To Raster
-* Data Management Tools {{bullet}} Raster {{bullet}} Raster Processing {{bullet}} Clip
-* Spatial Analyst Tools {{bullet}} Zona {{bullet}} Zonal Geometry
-{{fig|arcgis-gis2-cv4|Rastrový kalkulátor v ArcGIS}}
-{{fig|arcgis-gis2-cv3|Metoda IDW v ArcGIS}}
-=== Odkazy ===
-; Mapová algebra
-* [http://gis.zcu.cz/studium/ugi/cviceni/ch07s04.html 3D Analyst. Vizualizace dat v ArcScene. Mapová algebra]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z000000w4000000.htm Zonal Geometry]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/How_Cell_Statistics_works/009z00000088000000/ How Cell Statistics works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z000000r7000000.htm How Focal Statistics works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/How_Zonal_Statistics_works/009z000000wt000000/ How Zonal Statistics works]
-; Interpolace
-* [http://www.esri.com/news/arcuser/0704/files/interpolating.pdf Interpolating Surfaces in ArcGIS Spatal Analyst]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/How_IDW_works/009z00000075000000/ How Inverse Distance Weighted (IDW) interpolation works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000078000000.htm How Spline works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/How_Spline_with_Barriers_works/00q900000039000000/ How Spline with Barriers works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z0000006n000000.htm Kriging]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z00000076000000.htm How Kriging works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//00q90000003r000000.htm How Natural Neighbor works]
-* [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z0000007m000000.htm How Topo to Raster works]
-== Poznámky k systému GRASS ==
+{{fig|Idw teplota|Metoda IDW v ArcGIS Pro}}
-{{fig|grass-gis2-cv4|Rastrový kalkulátor v GRASS GIS|size=503}}
-{{fig|grass-gis2-cv3|Metoda IDW v GRASS GIS|size=503}}
 === Odkazy ===
-* [http://training.gismentors.eu/grass-gis-zacatecnik/raster/rastrova-algebra.html Rastrová algebra]
+* [http://www.esri.com/news/arcuser/0704/files/interpolating.pdf Interpolating Surfaces in ArcGIS Spatial Analyst]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/how-idw-works.htm How IDW works]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/how-spline-works.htm How Spline works]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/how-spline-with-barriers-works.htm How Spline with Barriers works]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/kriging.htm Kriging]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/how-kriging-works.htm How Kriging works]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/how-natural-neighbor-works.htm How Natural Neighbor works]
+* [https://pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/3d-analyst/how-topo-to-raster-works.htm How Topo to Raster works]
 == Úlohy ==