Úvod do geografických informačních systémů (GIS)
Jednotlivé činnosti v projektu GIS – analýza a syntéza údajů
Studijní článek: Analýzy povrchů
- Jsou prováděny nad digitálním modelem reliéfu (DMR) reprezentovaném jako TIN nebo GRID, případně lattice.
- Stručně zopakujme problematiku tvorby DMR: Vstupem jsou obvykle body se souřadnicemi [ X,Y,Z ], vrstevnice, plochy o známé výšce (jezera), a další morfologické útvary. Jelikož proces nikdy nezahrnuje úplně všechny vrcholy vstupní linie či polygonu (provádí generalizaci a interpolaci), je nutné jednoznačně identifikovat body, které jsou pro tvorbu DMR nezbytné a označit je jako zlomové prvky, nad kterými není možné provádět generalizaci a interpolaci (umělé zářezy do krajiny, průrvy, strže, …). Potom nemůže dojít k vypuštění těchto prvků z výsledného DMR.
Obvyklý postup tvorby DMR je následovný:
Vektorová data--(triangulace)-->TIN--(interpolace)--GRID
Jakmile je DMR
vytvořen (jedno v jaké reprezentaci, jestli TIN nebo GRID), je možné nad ním provádět následující analýzy:
- Počítat povrch sklonitosti svahu (slope
) a povrch směru sklonu svahu (aspect
). U rastrového modelu je výstupem nová rastrová vrstva, u TIN jsou tato data k dispozici v podstatě implicitně (díky tomu, že trojúhelník je možné proložit rovinou, z které je následně snadné spočíst sklon a směr sklonu svahu pro každý bod). Údaje analýzy sklonu a směru sklonu svahu jsou poměrně důležité jako vstup pro další analýzy jako je vážená vzdálenost, morfologické analýzy, …
- Základní Morfologické analýzy - nalezení lokálních minim a maxim, konvexnosti a konkávnosti. Výstupem analýzy je bodová vrstva obsahující výše uvedené prvky.
- Analýza osvětlení reliéfu. Tato analýza umožňuje počítat množství dopadajícího světla na danou lokalitu. Její použití je vhodné např. pro analýzy vyhledávání nejlepší lokality pro pěstování vína, ověření hypotézy, že kůrovec má rád slunce, a v neposlední řadě i pro tvorbu velice estetických map (s pozadím obsahujícím stínovaný terén, což jsou téměř všechny moderní fyzickogeografické mapy menších měřítek). Na obrázku
můžete vidět právě takto stínovaný DMR. Zkuste ho srovnat s původním, nestínovaným DMR
- Tvorba vrstevnic (izočar)
, poměrně jasná analýza. V podstatě se jedná o převod mezi reprezentacemi (DMR --> vektorové linie). U analýzy je třeba řešit problematiku přílišného výskytu neoblých hran pří převodu na vrstevnice (zvláště z rastrového modelu, ale částečně i z TIN). Řešením je proložení výsledných vrstevnic křivkou pro lepší vzhled (pokud ale jde více o přesnost, tak by se vrstevnice prokládat křivkou neměly).
- Generování profilů - pomocí DMR je možné počítat profily liniových prvků (viz. obr.
a
).
Všimněte si, že součástí profilu může být i informace o viditelnosti mezi koncovými body
- Počítání objemů DMR - "Cut and Fill" analýza (změny objemu mezi dvěma DMR), analýzy reálné plochy a reálné délky na povrchu, kde výsledkem je reálná plocha/délka na DMR a ne planimetrická ze 2D.
- Analýzy viditelnosti ( z linie, z bodu) umí odpovědět například na následující otázky:
- které oblasti je možné a nemožné vidět z daného bodu (rozhledny na tomto kopci), viz obr.
,
- jak často je vidět dané místo z linie (dálnice - vyhledání nejvhodnější lokality pro reklamu),
- Kolik musím minimálně postavit rozhleden a kde, aby bylo viditelné celé zájmové území.
- Po modifikaci je možno analýzy viditelnosti převést na obecné analýzy šíření signálu:
studie nalezení vhodné lokality pro komunikační buňku (u mobilních telefonů).
- Speciální analýzy nad DMR - jedná se o matematické modely využívající DMR jako jsou atmosférické a hydrologické analýzy.
- Pohled na DMR z jakéhokoli místa v 3D prostoru, včetně vizualizace rastrových dat na něj položených (Image Drape). Tato analýza ale spíše patří do oblasti vizualizace GIS dat.