155GIS2 / 4. cvičení
Interpolace rastrových dat
Základní pojmy
- IDW (metoda inverzních vzdáleností) (obr, obr)
- Spline (obr)
- Kriging (obr)
- Interpolace a tvorba DMR
- The Geostatistical Analyst
- Tvorba povrchů pomocí interpolací
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
- Interpolating Surfaces in ArcGIS Spatial Analyst
- How IDW works
- How Spline works
- How Spline with Barriers works
- Kriging
- How Kriging works
- How Natural Neighbor works
- How Topo to Raster works
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"))