14. FEJEZET - A VEKTOR GIS LEHETŐSÉGEI (GIS,térinformatika,térkép,geodézia)


   
 
 

14. FEJEZET - A VEKTOR GIS LEHETŐSÉGEI

 
Tartalom
<<< Előző fejezet               Következő fejezet >>>
 

14. Fejezet - A vektor GIS lehetőségei

Szerkesztette: Holly Dickinson, New Yorki Állami Egyetem, Buffalo

Magyar változat: Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár

A. BEVEZETÉS

B. EGYSZERŰ MEGJELENÍTÉS ÉS LEKÉRDEZÉS

Megjelenítés

Szabványos lekérdezési nyelv (SQL)

Boole műveletek

Az SQL kiterjesztése térbeli lekérdezésekre

C. ÚJRA OSZTÁLYOZÁS, SZÉTVÁLASZTÁS ÉS EGYESÍTÉS

Lépések

Erdészeti példa

Példa városi övezetek kialakítására

D. TOPOLÓGIAI ÁTLAPOLÁSOK

Pont a poligonban

Vonal a poligonon

Poligon a poligonon (poligon átlapolás)

Példa

Ál-poligon (hamis poligon)

E. ÖVEZET

IRODALOM

Ellenőrző KÉRDÉSEK

 

MEGJEGYZÉS

Ezt a fejezetet jól lehet illusztrálni egy valóságos terület fedvényeinek sorozatával, ami egyszerű példákon keresztül demonstrálja az itt tárgyalt problémákat.

 

14. Fejezet - A vektor GIS lehetőségei

Szerkesztette: Holly Dickinson, New Yorki Állami Egyetem, Buffalo

Magyar változat: Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár

A. BEVEZETÉS

- A vektor GIS elemző funkciói nem ugyanazok mint a raszter GIS-nél

- itt több objektum művelet van

- a területek számítása az objektumok koordinátáiból történik, nem a cellák számából

- néhány művelet sokkal pontosabb

- a területek meghatározása a poligonokból sokkal pontosabb mint az pixel-ek leszámolásával

- a poligon kerületének meghatározása is sokkal pontosabb mint a szélek sávjában lévő pixelek számából történő kerületszámítás

- néhány művelet lassabb

- pl. a rétegek fedésbe hozása, a pufferek generálása

- néhány művelet gyorsabb

- pl. az úthálózatban egy útvonal azonosítása

B. EGYSZERű MEGJELENíTÉS ÉS LEKÉRDEZÉS

Megjelenítés

- a pontokat és vonalakat használva minden tárolt objektum helye megjeleníthető

- az attributumok és entitás típusok megjeleníthetők különböző színekkel, vonalmintákkal és pont szimbólumokkal

- ha csak az adatok egy részét akarjuk megjeleníteni

- pl. meg akarjuk jeleníteni egy város beépített területeit bizonyos alaptérképi adatokkal

- ki kell válogatni az összes politikai határvonalat és az autóutakat, de a területek közül csak a beépítetteket

- hogyan csinálhatná ezt a felhasználó?

- pl. az adatbázis egyik rétege a földhasználati térkép, hívjuk USE-nak

- ezen a rétegen a területi objektumoknak több attributumuk van

- az egyik attributum, hívjuk CLASS-nak, a terület földhasználatát határozza meg

- beépített területre ez az érték "U"

- az összes területből azokat a határvonalakat kell kiválogatni, ahol a CLASS=U

Szabványos lekérdezési nyelv (SQL)

- különböző rendszerek, különböző úton valósítják meg a lekérdezést

- az SQL-t sok rendszer használja

- SQL kifejezés mód strukturája:

- SELECT <attributum neve(i)> FROM <tábla> WHERE <a feltétel közlése>

- pl. SELECT FROM USE WHERE CLASS="U"

- ez a leválogatás csak az objektumok megjelenítésére szolgál - nem válogatja ki az attributumokat

- SQL példák a hallgatók névsorának felhasználásával

- SELECT név FROM lista (minden név kiválasztása)

- SELECT név FROM lista WHERE fokozat="A" (az A fokozattal rendelkező hallgatók kiválasztása)

- SELECT név FROM lista WHERE átlag>3.0 (azon hallgatók nevének kiválasztása, akik átlaga jobb 3,0-nál)

- SQL műveletek

- relációk: >, <, =, >=, <=

- aritmetikai: +, -, *, / (csak a numerikus mezőkön van értelmezve)

- Boole: and, or, not

Boole műveletek

- a feltételek kombinálására

- pl. WHERE átlag > 3,0 AND fokozat = "A" (válogasd ki azokat a hallgatókat akiknél mindkét feltétel teljesül)

- a Boole műveleteknek van térbeli jelentésük is a GIS-ben.

- pl. amikor két térkép fedésben van, a területek (poligonok) egymáson helyezkednek el, az "and" feltétel teljesül

- a logika tudományában a Boole operátorok térbeli reprezentálására a Venn diagrammot használják

- így a GIS területátlapolás földrajzi példája egy Venn diagrammnak

- az "XOR" egy "különleges vagy" - "A xor B" jelentése A vagy B, de nem mindkettő

Az SQL kiterjesztése térbeli lekérdezésekhez

- néhány rendszer megengedi a kimondottan térbeli lekérdezéseket SQL kezelés alatt

- pl. WITHIN művelet

- SELECT <objektum> WITHIN <specifikus terület>

- ennek a térbeli keresésnek a kritériuma lehet egy körön belüli keresés, egy négyszög határán belüli keresés, vagy egy szabálytalan poligonon belüli keresés

C. úJRA OSZTáLYOZáS, SZÉTVáLASZTáS ÉS EGYESíTÉS

- az újra osztályozás, a szétválasztás és az egyesítés műveleteit gyakran használják a területi objektumok kezelésénél

- ezeket az attributum értékeken alapú területek aggregálására használják

- egy talajtérkép vonatkozásában

- ha a fontosabb talajtípusok térképét akarjuk előállítani egy fedvényből, ami egy jelkulcs szerint osztályozott poligonokat tartalmaz

Lépések

1.Újra osztályozás egy attributum szerint, vagy bizonyos azok kombinációja alapján

- pl. a földterületek újra osztályozása a talajtípusok szerint

2. két azonos típusú terület közötti határvonal feloldása

- a két poligon közti vonal törlésével, ha a szóbanforgó attributumok mindkét poligonban azonosak

3. poligonok egyesítése nagyobb objektumokká

- a vonalelemeket újra összekell kapcsolni, hogy új határvonalat képezzenek (majd a topológia újbóli felépítése következik)

- mindegyik új objektumhoz új azonosítót kell rendelni

Erdészeti példa

- vegyünk egy erdészeti GIS-t, ahol az erdő fel van osztva átlag 10 ha-os állományokra

- mindegyik állománynak van egy attributum listája beleértve a fafajtákat, és a fák átlagkorát,

- az attributumok az egyes állományok területére egységesek

- új határ keletkezik két állomány között, ha legalábbb egy attributum megváltozik

- feladat: azonosítani kell minden vágásra alkalmas lucfenyős területet

- képezni kell egy új oszlopot az attributum táblázatban (vágható) és ezt mindegyik állományra fel kell tölteni

- az érték="y",- ha lucfenyő ÉS kora > 50 év

- az érték = "n", más esetben

- miután az új attributumot meghatároztuk, minden más elhagyható

- ha meg kívánjuk határozni a vágásra alkalmas területeket, azokat egyesíteni lehet a sok különálló állományból

- törölve a határokat az azonos értékű "vágható" poligonok között

- vagy egyesítve a poligonokat egy nagyobb objektumba

Példa városi övezetek kialakítására

- meg kell tudni, hogy hány önálló földhasználati zóna volt kialakítva a városban és hogyan helyezkednek el ezek földrajzilag

- a városban minden parcellának van egy zóna attributuma

- szüntessük meg a határt két parcella között, ha a zóna azonos

- az eredmény az azonos osztályú zónákat mutató térkép lesz

D. Topológiai átlapolások

- feltétele, hogy az egyedi rétegnek egy síkbeli kiterjesztése legyen (több rendszer igényli, bár nem mindegyik)

- amikor két réteget átlapolunk az eredménynek síkbeli kiterjesztésűnek kell lennie, minthogy

- új csomópontot kell számítani és kialakítani, ahol két vonal metszi egymást

- egy terület objektumot keresztező vonal két új terület objektumot alakít ki

- topológiai átlapolás az általános neve a síkbeli kiterjesztéssel létrejött átlapolásnak (overlay)

- az új (egyesített) térképnél a kapcsolatok aktualizáltak

- az eredmény inkább információ (új attributum) a régi térkép összefüggéseiből, mint új objektumok szerkesztése

- pl. az iskola körzetek térképének és a népszámlálási körzetek átlapolása

- az eredmény egy olyan térkép, mely feltüntet minden iskolakörzetet a népszámlálási körzetek szerint

- az adatbázis minden kombinációban tartalmazza a terület objektumot

- azonban a népszámlálási körzetek azonosítóját érdemesebb tárolni, úgy mint az új iskolakörzetek új attributumát, s nem mint egy új objektumot

Pont a poligonban

- pontok és területek átlapolására használjuk ("is contained in")

- eredmény minden pontra egy új attributum

- pl. egymásra fektetve a kutakat és a tervezési körzeteket megtaláljuk, a körzetekhez tartozó kutakat

Vonal a poligonon

- vonalas objektumok és területi objektumok átlapolására használjuk

- a vonalak megtörnek mindegyik területi objektum határán

- az output vonalak száma nagyobb, mint az input vonalak száma

- a terület tartományában mindegyik (output) vonalnak új attributuma keletkezik

- pl. átlapolva a vízfolyásokat és megyéket meghatározható a megyékben található mindegyik vízfolyás szegmens

Poligon a poligonon (poligon átlapolás)

- területi objektumok két rétegének átlapolása

- a határok megtörnek minden metszéspontnál

- az output területek száma valószínűleg nagyobb, mint a teljes bemenő input területek száma

- pl. input: vízgyűjtő határok, megyehatárok, az output egy egyesített térkép, mely megyénként mutatja a vízgyűjtő területet

- átlapolás után újra elő tudjuk állítani az input rétegeket szétválasztva az input rétegeket és egyesítve a poligonokat a közreműködő attributumok alapján

Példa

- próbálja megtalálni azokat a területeket, amelyek a legalkalmasabbak fakitermelésre

- átlapolás után, az eredeti rétegek attributumait örökli az egyesített réteg

- a végleges térképet az egyesített réteg kívánt jellemzőinek kíválasztásával kapjuk meg

- SELECT FROM OVERLAY WHERE a fajta=fekete fenyő AND talaj ="C" (kategória)

Ál poligonok

- poligon átlapolások alatt sok új és kisebb poligon áll elő, néhányuk azonban nem képvisel valós térbeli elemet

- fizikailag az átlapolás 1 és 2 oldalaknál a 3. mutatja az eredményezett ál-poligont)

- a kicsi, fizikai tartalommal nem bíró poligonokat hívjuk poligonszilánkoknak, amelyek problémát okozhatnak a későbbi poligon átlapolásoknál

- ál- poligonok születhetnek, amikor két olyan vonal kerül átfedésbe, amelyek fizikailag ugyanazt a vonalat képviselik, de az adatreprezentációban kis eltérés mutatkozik

- ha ugyanaz a vonal két térképbevitelből adódik, a digitalizált változatok kissé eltérhetnek egymástól

- sok esetben a vonalak különböző forrásokból lettek szerkesztve a forrás térképen, de ezek sohasem ugyanazok a vonalak a terepen

- pl. egy út lehet része egy megyehatárnak, ugyanígy két földrészlet közötti, vagy két talajtípus vagy növényzet típus közti határ is

- a probléma nem oldható meg nagyobb figyelemmel történő digitalizálással

- néhány GIS lehetővé teszi a felhasználó számára az átlapolási művelet során egy tűrési határ megadását az álpoligonok törléséhez

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- ha a tűrési érték nagyon magas, lehet, hogy néhány valódi poligont kitörlünk

- ha meg túl alacsony, néhány hibás poligon megmarad

- törlési szabályokat megadhatunk az alak alapján is, mivel az álpoligonok inkább hosszú vékony formában alakulnak ki

E. ÖVEZET

- egyövezetet (puffert) lehet szerkeszteni pont, vonal vagy terület köré

- a puffer magába foglalva a tárolt objektumot egy új területet alkot

- alkalmazási területe a szállítás, erdészet, kutatás irányításnál van

- védett területek, tavak és vízfolyások körűl

- zajártalmas zónák autópályák mentén

- szervíz zónák busz útvonalak mentén (pl. 300 m távolság)

- talajvíz szennyezés szeméttelep körül

- a raszter GIS funkciók némelyike nem használható, mint pl. a "friction" (ellenállás) réteg, nem használható vektornál

- az övezetgenerálás megoldása a programozónak vektor formátumban sokkal nehezebb

- néha a puffer kiterjedését az objektum attributuma határozhatja meg

- pl. övezetgenerálás egy utcahálózatra, ahol

- három utcatípus van (1,2,3, vagy fő, másodrendű, harmadrendű) az övezethatár a főútvonaltól 600 lábra, a másodrendű utcától 200 lábra és 100 lábra van a harmadrendű utcától

- problémák adódhatnak puffer műveleteknél, amikor az övezet csavart

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Irodalom

ARC/INFO Dokumentáció (kézikönyv, Understanding GIS) - Egy mindenki részére rendelkezésre álló rendszer funkcióról, az ARC/INFO vektor GIS-ről ad áttekintést

Burrogh, P.A. 1986 Principles of Geographical Information Systems for Land Resources, Clarendon, Oxford - 5. Fejezet: adatelemzés

Lusardi, Frank, 1988 The Database Expert's Guide, Mc Graw-Hill Book Co. New York - Hasznos bevezetés a SQL-be

ellenőrző kérdések

1. Hasonlítsa össze övezetgenerálási funkciót a vektoros és raszteres rendszerben, az eredmény, a rendszer által kínált lehetőségek és a rugalmasság szempontjából.

2. Mi az ál-poligon és milyen adat idézi elő?

3. A D. pont a topológiai átlapolás 3 típusát különbözteti meg a pontok, vonalak és területek között. Vannak mások is? Milyen alkalmazásuk lehet?

 
Tartalom
<<< Előző fejezet               Következő fejezet >>>
 



 
 


©GIS Figyelő