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?
|