155GIS2 / 2. cvičení
Základy mapové algebry, interpolace rastrových dat
Základní pojmy
- Mapová algebra
- Mapová algebra
- Raster Operations
- Rastrový datový model a mapová algebra
- Velikostní stupnice (poměrová - ratio, intervalová - interval, pořadová, kategoriální)
- Mapová algebra
- Lokální funkce (Cell Statistics)
- jedna rastrová vrstva (goniometrické funkce, reklasifikace, ...)
- více rastrových vrstev (min, max, mean, sum, product, majority, minority, variety, ...)
- Fokální funkce (Neighborhood Statistics)
- Fokalní min, max, mean, sum,...
- Kernelové operace (density, slope, aspect)
- Inkrementální funkce (globalní funkce)
- Např. vzdálenostní funkce, obalová zóna, cost distance, cost path
- Zonální funkce (Zonal Statistics)
- Zonalní sum, mean, min, max, ..
- Lokální funkce (Cell Statistics)
- Interpolace
Poznámky k systému ArcGIS
- Mapová algebra
- Zapnout nadstavbu - Customize • Extensions • Spatial Analyst
- Základní mapová algebra (Math)
- Pokročilá mapová algebra, rastrový kalkulátor (Map Algebra • Raster Calculator)
- Interpolace
- 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
- Spatial Analyst Tools • Zona • Zonal Geometry
Odkazy
- Interpolating Surfaces in ArcGIS Spatal Analyst
- How Inverse Distance Weighted (IDW) interpolation works
- How Spline works
- How Spline with Barriers works
- Kriging
- How Kriging works
- How Natural Neighbor works
- How Topo to Raster works
- Zonal Geometry
Poznámky k systému GRASS
Návod na řešení úloh z tohoto cvičení zde.
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.
- Jaká je výměra území v ha, kde jsou splněny alespoň 2 z následujících podmínek - nadmořská výška nad 700 m, sklon větší než 15 stupňů, orientace na sever?
- Datové vrstvy: dmt, slope, aspect
- Výsledek: 8 958 ha
2.
- Jaká je výměra území v ha, které je do 500 m od nejbližší silnice a zároveň má sklon větší než 15 stupňů?
- Datové vrstvy: Silnice, slope
- Výsledek: 7 201 ha
3.
- Jak dlouhý úsek silnice E55 v km je vidět z vrcholu Milešovky [S-JTSK: 986668, 770118]?
- Datové vrstvy: dmt, Silnice
- Výsledek: 65 km
4.
- Jaká ve výměra území v ha, kde nadmořská výška je menší než výraz "10 krát sklon svahu ve stupních"?
- Datové vrstvy: dmt, slope
- Výsledek: 864 ha
5.
- Jaká je nadmořská výška vrcholu Milešovky [S-JTSK: 986668, 770118] odvozená z DMT (správně je 836,5 m)?
- Datové vrstvy: dmt, milesovka
- Výsledek: 819,7 m
6.
- Jaký je rozdíl celkové délky v metrech silnic 1.třídy měřeného po povrhu a jeho průmětu do roviny?
- Datové vrstvy: dmt, silnice
- Výsledek: 225 m
7.
- 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
8.
- 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
9.
- 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
10.
- 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%
11.
- Vypočítejte DMT s využitím výškových kót, vrstevnic, vodních toků, vodních ploch a státní hranice ČR. Dále vypočítejte DMT pouze s využitím výškových kót, vrstevnic a státní hranice ČR. Oba rastry vytvořte s prostorovým rozlišením 1km. Minimální Z hodnotu nastavte na 0. Jaká je výměra území v ha, pro kterou je absolutní hodnota rozdílu výšek DMT větší než 100 metrů?
- Datové vrstvy: VyskoveKoty, Vrstevnice, VodniToky, VodniPlochy, StatPolygon (AC)
- Výsledek: 11 500ha
Další úlohy najdete v cvičení k předmětu 153GIS2 (2.cvičení) a 153GIS2 (3.cvičení).